汽車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器課程設計
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課程設計題目:齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器
一、應當完成的有關(guān)內(nèi)容
1) 確定所設計零件的主要參數(shù)、設計方案(包括有關(guān)受力分析、計算公式、零件工作能力的計算);
2) 按步驟計算與所設計零件相關(guān)的各種參數(shù),并注明數(shù)值來源,參考書目要具體到頁碼;
3) 求按制圖標準繪制一張總成裝配圖,若干零件圖或工作圖(要盡量考慮到零件的設計與制造工藝性、繪制零件圖的線型、公差配合、標題欄和技術(shù)要求等);
4) 編寫設計計算說明書,主要內(nèi)容如下:
A. 封面(購買課程設計計算說明書),主要含:課程設計題目、院系、專業(yè)、班級、設計者、指導教師、校名、日期。
B. 目錄(標題及頁碼,可分章節(jié)進行安排)。
C. 設計任務書(主參數(shù)、尺寸及規(guī)格等)。
D. 設計方案選擇(詳細說明、傳動方案簡圖或其他參考圖。)
E. 設計計算過程(對引用的符號、公式和數(shù)據(jù)應注明來源,參考資料應當注明編號和頁碼,如下順序:[編號],書名,作者,出版單位,出版年月日,頁碼),主要的計算結(jié)果項目應突出顯示,做到一目了然。
F. 所選公差配合及技術(shù)要求的說明、取舍理由。
G. 設計總結(jié)(體會及建議)
二、BJ121型輕型載貨汽車的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)
驅(qū)動型式 FR4×2
軸距 2750
前輪/后輪輪距 1440/1440
最小轉(zhuǎn)彎半徑 6.9m
滿載軸荷分配:前/后 877/1643(kg)
前輪氣壓 200(KPa)
主銷偏移距a 50mm
轉(zhuǎn)向節(jié)臂長L 200mm
方向盤直徑 400mm
目 錄
一、設計方案選擇 ………………………………………… 5
二、設計計算過程 ………………………………………… 5
1、轉(zhuǎn)向輪側(cè)偏角計算………………………………………… 5
2、轉(zhuǎn)向器參數(shù)選取…………………………………………… 6
3、選擇齒輪齒條材料………………………………………… 7
4、強度校核…………………………………………………… 7
5、齒輪齒條的基本參數(shù)……………………………………… 8
三、齒輪軸的結(jié)構(gòu)設計 ……………………………………… 8
四、軸承的選擇 ……………………………………………… 8
五、轉(zhuǎn)向器的潤滑方式和密封類型的選擇 ………………… 8
六、參考資料 ………………………………………………… 9
七、設計總結(jié) ………………………………………………… 10
汽車設計課程設計說明書
一、設計方案選擇:
1、轉(zhuǎn)向器類型的選擇:
機械式轉(zhuǎn)向器主要有齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式等,其中廣泛應用的是齒輪齒條式和循環(huán)球式。
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、緊湊;殼體由鋁合金或鎂合金壓鑄而成,故質(zhì)量比較?。粋鲃有矢哌_90%;齒輪齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后,可利用裝在齒條背部、靠近小齒輪的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧自動消除齒間間隙,在提高系統(tǒng)剛度的同時也可防止工作時產(chǎn)生沖擊和噪聲;轉(zhuǎn)向器占用體積小;沒有轉(zhuǎn)向搖臂和橫拉桿,可以增大轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角;制造成本低。
缺點:逆效率高,汽車在不平路面行使時會出現(xiàn)汽車方向控制難度增加還有可能出現(xiàn)打手現(xiàn)象。
循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器
優(yōu)點:在螺桿和螺母之間有可以循環(huán)流動的鋼球,將滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦,傳動效率可達75%-85%;轉(zhuǎn)向器傳動比可以變化;工作平穩(wěn)可靠;齒條齒扇間間隙調(diào)整工作容易進行;適合做整體式動力轉(zhuǎn)向器。
缺點:逆效率高,結(jié)構(gòu)復雜,制造困難,制造精度要求高。
通過對齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的對比,選擇采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。
2、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器布置和結(jié)構(gòu)形式的選擇:
考濾到原車采用的是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器,故采用如圖所示的布置形式。
同時考慮到原車是發(fā)動機前置后驅(qū)故采用如圖所示的側(cè)面輸入兩端輸出的結(jié)構(gòu)形式。
二、設計計算過程
1、轉(zhuǎn)向輪側(cè)偏角計算
通過作圖計算可得轉(zhuǎn)向齒條左右移動的最大距離為。
2、轉(zhuǎn)向器參數(shù)選取
齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的齒輪多采用斜齒輪,齒輪模數(shù)在之間,主動小齒輪齒數(shù)在之間,壓力角取,螺旋角在之間。故取小齒輪,,右旋,壓力角,精度等級8級。
轉(zhuǎn)向節(jié)原地轉(zhuǎn)向阻力矩:
方向盤轉(zhuǎn)動圈數(shù):
角傳動比:
方向盤上的手力:
力傳動比:
取齒寬系數(shù),
齒條寬度圓整取,則取齒輪齒寬
3、選擇齒輪齒條材料
小齒輪:40Cr C-N共滲淬火、回火 43—53HRC
齒條: 45 調(diào)質(zhì)處理 229—286HBS
4、強度校核
(1)、校核齒輪接觸疲勞強度
選取參數(shù),按ME級質(zhì)量要求取值
,;,,
故以計算
查得: , ,,;
,, ,則,
齒輪接觸疲勞強度合格
(2)、校核齒輪彎曲疲勞強度
選取參數(shù),按ME級質(zhì)量要求取值; ;; ;;
故以計算
據(jù)齒數(shù)查表有:;; ;。則
齒輪彎曲疲勞強度合格
5、齒輪齒條的基本參數(shù)如下表所示:
名稱
符號
公式
齒輪
齒條
齒數(shù)
6
31
分度圓直徑
15.2314
—
變位系數(shù)
—
1
—
齒頂高
5
2.5
齒根高
0.625
3.125
齒頂圓直徑
25.2314
—
齒根圓直徑
13.9814
—
齒輪中圓直徑
20.2314
—
螺旋角
—
10°
齒寬
30
20
三、齒輪軸的結(jié)構(gòu)設計
四、軸承的選擇
軸承1 深溝球軸承6004 (GB/T276-1994)
軸承2 滾針軸承 NA4901 (GB/T5801-1994)
五、轉(zhuǎn)向器的潤滑方式和密封類型的選擇
轉(zhuǎn)向器的潤滑方式:人工定期潤滑
潤滑脂:石墨鈣基潤滑脂(ZBE36002-88)中的ZG-S潤滑脂。
密封類型的選擇
密封件: 旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈 FB 16 30 GB 13871—1992
六、參考資料
編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設計/王望予主編 機械工業(yè)出版社2007年6月第4版,P220。
編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設計/王望予主編 機械工業(yè)出版社2007年6月第4版,P221。
編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設計/王望予主編 機械工業(yè)出版社2007年6月第4版,P233。
編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設計/王望予主編 機械工業(yè)出版社2007年6月第4版,P233。
編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設計/王望予主編 機械工業(yè)出版社2007年6月第4版,P229。
編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設計/王望予主編 機械工業(yè)出版社2007年6月第4版,P233。
編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設計/王望予主編 機械工業(yè)出版社2007年6月第4版,P229。
編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設計/王望予主編 機械工業(yè)出版社2007年6月第4版,P229。
編號ISBN 7-5025-4958-7 機械設計手冊-單行本-機械傳動/成大先主編 化學工業(yè)出版社 2004年1月第1版,P13-142,表13-1-132。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷,P132,表6.1。
編號ISBN 7-5025-4958-7 機械設計手冊-單行本-機械傳動/成大先主編 化學工業(yè)出版社 2004年1月第1版,P13-106,圖13-1-24(a)。
編號ISBN 7-5025-4958-7 機械設計手冊-單行本-機械傳動/成大先主編 化學工業(yè)出版社 2004年1月第1版,P13-106,圖13-1-23(a)。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P140,表6.5。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P139,圖6.16。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P137。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P133,表6.2。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P133。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P134。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P134。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P138,圖6.12。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P136,表6.1。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P135。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P143。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P143。
編號ISBN 7-5025-4958-7 機械設計手冊-單行本-機械傳動/成大先主編 化學工業(yè)出版社 2004年1月第1版,P13-127,圖13-1-54(c)。
編號ISBN 7-5025-4958-7 機械設計手冊-單行本-機械傳動/成大先主編 化學工業(yè)出版社 2004年1月第1版,P13-126,圖13-1-53(a)。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P140,表6.17。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P139,圖6.17。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P137。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P137。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P137,表6.4。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P137。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P143。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P143。
編號ISBN 7-5025-4958-7 機械設計手冊-單行本-機械傳動/成大先主編 化學工業(yè)出版社 2004年1月第1版,P13-32,表13-1-19。
編號ISBN7-04-019303-5 機械設計課程設計手冊/吳忠澤、羅圣國主編 高等教育出版社 2006年11月第3次印刷,P64,表6-1。
編號ISBN7-04-019303-5 機械設計課程設計手冊/吳忠澤、羅圣國主編 高等教育出版社 2006年11月第3次印刷,P72,表6-5。
編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機械設計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷, P149,表6.9。
編號ISBN7-04-019303-5 機械設計課程設計手冊/吳忠澤、羅圣國主編 高等教育出版社 2006年11月第3次印刷,P91,表7-14。
七、設計總結(jié)
通過設計轉(zhuǎn)向器,使我對齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的構(gòu)造有了更為深刻的認識了解,齒輪齒條轉(zhuǎn)向器有:中間輸入,兩端輸出;側(cè)面輸入,兩端輸出;側(cè)面輸入,中間輸出;側(cè)面輸入,一端輸出四種形式,每種形式都有各自的優(yōu)缺點。本次設計采用的形式是側(cè)面輸入,兩端輸出。本次設計讓我們更為系統(tǒng)地認識、了解了機械零部件設計的全過程,增強了我們對機械行業(yè)的認識。使我們提前了解設計的全過程,能及時發(fā)現(xiàn)我們的不足,可以及時改進。
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