華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)【說明書+CAD+SOLIDWORKS】
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上海工程技術(shù)大學(xué)
2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）立題審核表
學(xué)院
專業(yè)
汽車工程
（中美合作）
班級(jí)
指導(dǎo)教師
職稱
講師
題目名稱
華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
題目類型
設(shè)計(jì)■論文□
題目性質(zhì)
模擬題□ 實(shí)際題■ 科研題□
完成周數(shù)
18
1. 題目來源、目的、意義
本題目為設(shè)計(jì)類實(shí)際課題，來源于華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)過程。我國生產(chǎn)的寶馬車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器從仿制開始起步，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。 但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的寶馬車的總體水平，與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，特開發(fā)華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。通過對(duì)華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)，能培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生英語閱讀和翻譯能力，學(xué)習(xí)專用汽車設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，掌握汽車設(shè)計(jì)基本方法。
2. 主要工作內(nèi)容
（1）檢索查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，市場(chǎng)調(diào)研，了解華晨寶馬車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的研究與使用情況。
（2）以華晨寶馬車輛為例熟悉齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)系統(tǒng)。
（3）協(xié)同其余組員，根據(jù)華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的功能和性能要求，針對(duì)已有轉(zhuǎn)向器進(jìn)行改型設(shè)計(jì)。
（4）根據(jù)改型設(shè)計(jì)結(jié)果，繪制轉(zhuǎn)向器操作系統(tǒng)裝配圖、零件圖。
（5）撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。
3. 主要參考資料(資料名稱、刊物名稱、年(卷)期號(hào))
[1]?高象平，李齊隆等.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].廣州：廣東科技出版社，1987
[2]?周紀(jì)良.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)型式和結(jié)構(gòu)圖譜[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1979(2)：
[3]?陳立周.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1985?
[4]?周紀(jì)良.轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991
[5]?程悅蓀.華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1981?
[6]?《寶馬車輛》編輯部主編.華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)和計(jì)算[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980
[7] Charles W. Beardsly, Mechanical Engineering, ASME, Regents Publishing Company,Inc,1998.
4. 系(教研室)討論意見
負(fù)責(zé)人： 日期：
5. 學(xué)院審核意見
負(fù)責(zé)人： 日期：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
2015屆 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（汽車工程）
題 目： 華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)
子 題：
學(xué)生姓名： 班級(jí)學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師： 職 稱： 副教授
所在系（教研室）： 汽車工程學(xué)院
下達(dá)日期：2014年12月4日 完成日期：2015年1月19日
摘 要
本論文根據(jù)對(duì)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的研究以及資料的查閱，著重闡述了齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器類型選擇，不同類型齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)缺點(diǎn)和各種類型齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器應(yīng)用狀況。 根據(jù)原有數(shù)據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比，并確定齒輪齒條的幾何參數(shù)。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器總體設(shè)計(jì)，受力分析，及對(duì)齒輪齒條的疲勞強(qiáng)度校核、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。修正齒輪 齒條式轉(zhuǎn)向器中不合理的數(shù)據(jù)。通過對(duì)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)，選取出相關(guān)的零件如螺釘、軸承等，并在說明書中畫出相關(guān)零件的零件圖。通過說明書并畫出齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的零件圖。
本題目為設(shè)計(jì)類實(shí)際課題，來源于華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)過程。我國生產(chǎn)的寶馬車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器從仿制開始起步，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的寶馬車的總體水平，與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，特開發(fā)華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。通過對(duì)華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)，能培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生英語閱讀和翻譯能力，學(xué)習(xí)專用汽車設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，掌握汽車設(shè)計(jì)基本方法。
關(guān)鍵詞：齒輪齒條；轉(zhuǎn)向器；基本理論；汽車設(shè)計(jì)
Abstract
With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.
Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure,atcompressedneceengththdirectionprocedurework.The?inverted?pendulum?is?a?typical?high?order?system,?with?multi?variable,?non-linear,? strong-coupling,?fleet?and?absolutely?instable.?It?is?representative?as?an?ideal?model?to?prove?new?control?theory?and?techniques.?During?the?control?process,?pendulum?can?effectively?reflect?many?key?problems?such?as?equanimity,?robust,?follow-up?and?track,?therefore.This?paper?studies?a?control?method?of?double?inverted?pendulum?.?First?of?all,?the?mathematical?model?of?the?double?inverted?pendulum?is?established,?then?make?a?control?design?to?double?inverted?pendulum?on?the?mathematical?model,?and?determine?the?system?performance?index?weightmatrix?,??by?using?genetic?algorithm?in?order?to?attain?the?system?state?feedback?control?matrix.?Finally,?the?simulation?of?the?system?is?made?by?.?After?several?test?matrix?value?the?results?are?not?satisfactory?response,?then?we?optimize?matrix?by?using?Genetic?Algorithm.?Simulation?results?show:?The?system?response?can?meet?the?design?requirements?effectively?after?Genetic?Algorithm?optimization.?Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and otherfood, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structuredesign.
Key word: Rack and pinion；steering ; basic throey ; car design
目 錄
摘要 2
Abstract 3
第一章 緒論 4
1.1 課題的來源與研究的目的和意義 5
1.2 汽車轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展趨勢(shì) 6
1.3 本課題研究的主要內(nèi)容 6
第二章 華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7
2.1 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的總體方案圖 8
2.2 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向原理 9
2.3 傳動(dòng)比的計(jì)算 10
2.3.1汽車方向盤（轉(zhuǎn)向盤） 11
2.3.2轉(zhuǎn)向阻力矩 11
2.3.3角傳動(dòng)比與力傳動(dòng)比 12
2.4 齒輪設(shè)計(jì) 12
2.4.1 齒輪參數(shù)的選擇 12
2.4.2齒輪幾何尺寸確定 12
2.4.3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 12
2.4.4齒輪精度等級(jí)、材料及參數(shù)的選擇 12
2.4.5齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 12
2.5齒條的設(shè)計(jì) 12
2.6齒輪軸的設(shè)計(jì) 22
第三章 各主要零部件強(qiáng)度的校核 25
3.1軸承強(qiáng)度的校核與計(jì)算 26
3.2傳動(dòng)軸強(qiáng)度的校核計(jì)算 27
第四章 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器中主要零件的三維建模 29
4.1方向盤的三維建模 32
4.2轉(zhuǎn)向軸的三維建模 32
4.3動(dòng)力缸體的三維建模 33
4.4齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的三維建模 34
第五章 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) 37
結(jié)論 38
致謝 39
參考文獻(xiàn) 40
第一章緒論
1.1課題的來源與研究的目的和意義
由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有，一些專業(yè)知識(shí)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識(shí)分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項(xiàng)目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識(shí)的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹碓街匾暬A(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對(duì)專業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個(gè)超級(jí)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實(shí)。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長(zhǎng)并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過程中，以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。大腦和手之間的人工智能和機(jī)械工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機(jī)械制造。在過去，各種機(jī)械離不開人類的操作和控制，反應(yīng)速度和運(yùn)算精度的進(jìn)化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進(jìn)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械工程進(jìn)展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機(jī)械工程。在第十九世紀(jì)，機(jī)械工程的知識(shí)總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學(xué)科，稱為土木工程，下半場(chǎng)的第十九個(gè)世紀(jì)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。在第二十世紀(jì)，隨著機(jī)械工程和知識(shí)增長(zhǎng)的發(fā)展開始分解，機(jī)械工程專業(yè)，有分支機(jī)構(gòu)。在第二十世紀(jì)中期趨勢(shì)分解，在時(shí)間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)達(dá)到的峰值。由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個(gè)人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識(shí)使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識(shí)的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹碓街匾暬A(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對(duì)專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識(shí)循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識(shí)的專家，也有綜合的知識(shí)了解不夠，看看其他學(xué)科和項(xiàng)目作為一個(gè)整體，從而形成一種相互強(qiáng)烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機(jī)械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識(shí)，包括社會(huì)科學(xué)，自然科學(xué)和工程技術(shù)，有一個(gè)更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。
1.2 汽車轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向裝置的使用動(dòng)態(tài) 隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展， 轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化。汽車轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)很多，從目前使用的普遍程度來看，主要的轉(zhuǎn)向器類型有4 種：有蝸桿銷式(WP 型)、蝸桿滾 輪式(WR 型)、循環(huán)球式(BS 型)、齒條齒輪式(BP 型)。這四種轉(zhuǎn)向器型式，已經(jīng)被廣泛 使用在汽車上。當(dāng)今社會(huì)，隨著機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備也在不斷地更新，不斷地完善，寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器同樣在發(fā)展著，傳統(tǒng)的目前市面上的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器大多都是采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在某些特定的區(qū)域，這種結(jié)構(gòu)形式的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器非常不受歡迎。由于以往的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，這樣就造成傳動(dòng)精度不好控制，保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用較高;同時(shí)存在一定的安全隱患。因此，對(duì)整機(jī)的安全性要求較高，操作時(shí)也會(huì)給工作人員帶來強(qiáng)烈的震動(dòng)，使得操作很不舒服。雖然傳統(tǒng)的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)效率較高，變速效果較好，但是價(jià)格也較昂貴，對(duì)于一般的用戶難以接受。所以研究一種新式的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器勢(shì)在必行！各種齒輪齒條轉(zhuǎn)向器類型如下圖所示：
1.3 本課題研究的主要內(nèi)容
本論文主要研究運(yùn)用SolidWorks對(duì)華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，了解SolidWorks的各種功能。
SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)。當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個(gè)國家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年，Solidworks被法國達(dá)索（Dassault Systemes）公司收購，作為達(dá)索中端主流市場(chǎng)的主打品牌。SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名。從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎(jiǎng)。其中僅從1999年起，美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。
由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在1997年由法國達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司。SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的CAD產(chǎn)品。
由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)。SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球100多個(gè)國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場(chǎng)上，每年來自全球4，300所教育機(jī)構(gòu)的近145，000名學(xué)生通過SolidWorks的培訓(xùn)課程。
據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD軟件相比，SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實(shí)說明了越來越多的工程師和設(shè)計(jì)者使用SolidWorks三維軟件，越來越多的企業(yè)需要SolidWorks人才。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，易于操作，界面人性化，技術(shù)創(chuàng)新，組件繁多是SolidWorks的五大特點(diǎn)。使得SolidWorks三維軟件成為目前全球領(lǐng)先的三維CAD解決方案。SolidWorks在設(shè)計(jì)時(shí)能夠?yàn)橛脩籼峁┎煌脑O(shè)計(jì)方案，通過方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設(shè)計(jì)過程中降低設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場(chǎng)上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計(jì)過程比較簡(jiǎn)便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者，乃至整個(gè)機(jī)械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在1997年由法國達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的CAD產(chǎn)品。
由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球100多個(gè)國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場(chǎng)上，每年來自全球4，300所教育機(jī)構(gòu)的近145，000名學(xué)生通過SolidWorks的培訓(xùn)課程。
據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD系統(tǒng)相比，與SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用SolidWorks，越來越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界用戶每年使用SolidWorks的時(shí)間已達(dá)5500萬小時(shí)。在美國，包括麻省理工學(xué)院（MIT）、斯坦福大學(xué)等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課，國內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)）如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、武漢理工大學(xué)等也在應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行教學(xué)。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，這使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，而且對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。
SolidWorks在現(xiàn)今社會(huì)階段逐漸廣泛應(yīng)用，并且SolidWorks公司對(duì)中國市場(chǎng)重點(diǎn)開發(fā)，日后SolidWorks應(yīng)用將會(huì)更加完善，更加普遍。通過前文對(duì)SolidWorks的深入了解后，往后會(huì)對(duì)SolidWorks進(jìn)行個(gè)別應(yīng)用的分析，如建模，裝配，工程圖，力學(xué)分析等。
熟悉SolidWorks的工作環(huán)境；了解SolidWorks的命令，掌握在SolidWorks工作環(huán)境中文件的打開、保存、導(dǎo)入等基本操作，掌握三維建模流程。
掌握點(diǎn)、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級(jí)幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應(yīng)用幾何約束；熟練應(yīng)用陣列、實(shí)體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具；能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實(shí)體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。
清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)點(diǎn)的方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)軸方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)面的方法；靈活運(yùn)用坐標(biāo)系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應(yīng)用各種參考幾何體。
靈活運(yùn)用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用放樣特征的概念與建立方法；通過實(shí)踐能夠準(zhǔn)確分析零件的特征，靈活運(yùn)用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合應(yīng)用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實(shí)體。
靈活運(yùn)用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運(yùn)用建立標(biāo)準(zhǔn)三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運(yùn)用各種注釋的方法。
靈活運(yùn)用自底向上的裝配方法；靈活運(yùn)用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運(yùn)用SolidWorks智能裝配技術(shù)；靈活運(yùn)用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設(shè)計(jì)子裝配體；靈活運(yùn)用干涉檢查；靈活運(yùn)用自上向下的裝配方法；靈活運(yùn)用在裝配模型工程圖中添加零件序號(hào)；靈活運(yùn)用生成裝配體材料明細(xì)表的方法。
第二章 華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.1 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的總體方案圖
本次設(shè)計(jì)的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器采取的方案是：司機(jī)通過轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，從而使轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與轉(zhuǎn)向軸聯(lián)動(dòng)的齒輪就開始轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合的齒條實(shí)現(xiàn)平行往返位移，而動(dòng)力缸體兩端都有與車輪連接在一起的拉桿，這樣就能夠起到控制輪子左右轉(zhuǎn)動(dòng)的作用，就起到了轉(zhuǎn)向的目的。其具體方案布局圖如下：
2.2 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的工作原理
齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的工作原理為：通過轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，從而使轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與轉(zhuǎn)向軸聯(lián)動(dòng)的齒輪就開始轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合的齒條實(shí)現(xiàn)平行往返位移，而動(dòng)力缸體兩端都有與車輪連接在一起的拉桿，這樣就能夠起到控制輪子左右轉(zhuǎn)動(dòng)的作用，就起到了轉(zhuǎn)向的目的。
2.3 傳動(dòng)比的計(jì)算
2.3.1汽車方向盤
轉(zhuǎn)向盤的直徑 Dsw 有一系列尺寸。選用大的直徑尺寸時(shí)，會(huì)使駕駛員進(jìn)出駕駛室感到困難。若選用小的直徑尺寸，轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員要施加較大的力量，從而使汽車難于操縱，據(jù)原始數(shù)據(jù)，參見手冊(cè)取 Dsw＝400 mm 則由作用方向盤上的力矩得作用在方向盤上的力 Fh=Mh=25Nm; MhRsw=2.5×104200=125N;
2.3.2 轉(zhuǎn)向阻力矩f=Mr式中：
f --滑動(dòng)摩擦系數(shù)，一般?。?７;
Ｐ--輪胎氣壓;
G1---前軸載荷;
則Mr=f=328.8Nm ;
2.3.3 角傳動(dòng)比與力傳動(dòng)比
轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比由轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比iwo和轉(zhuǎn)向系的力傳動(dòng)比ip組成。從輪胎接觸地面中心作用在兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪上的合力２ Fw 與作用在方向盤上的手力Ｆh 之比稱為力傳動(dòng)比ip 。方向盤的轉(zhuǎn)角和駕駛員同側(cè)的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角之比稱為轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比 i wo 。它又由轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)比 i w 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置角傳動(dòng)比 i 'w 所組成。力傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系ip=2 Fw Fh而ＦW和作用在轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向阻力矩Ｍr有以下關(guān)系 Ｆw＝Mr a作用在方向盤上的手力Ｆ h 可由下式表示 Ｆh＝Mh Rsw;
側(cè)ip=2MrRswMha,若忽略磨擦損失側(cè)2Mr=ψXiwo;
由式可知,力傳動(dòng)比與 Rswa和iwo有關(guān)，a 愈小，i p 愈大，轉(zhuǎn)向愈輕便。 由以上過程可計(jì)算出結(jié)果如下：iwo=2XMr;
１） 角傳動(dòng)比 Mh=2×328.8=657.6;
２） 力傳動(dòng)比ip = iwo×Rswa式中a=1;B=0.5×175 = 87.5 mm
則ip=iwo×RswaX87.5=43.5;
2.4 齒輪的設(shè)計(jì)
2.4.1 齒輪參數(shù)的選擇
齒輪模數(shù)值取值為 m=1 ，主動(dòng)齒輪齒數(shù)為 z=23，壓力角取α=20°，齒輪螺旋角為β= 12 °，齒條齒數(shù)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向輪達(dá)到的值來確定。齒輪的轉(zhuǎn)速n=10r/min，齒輪 傳動(dòng)力矩２５Ｎm ，轉(zhuǎn)向器每天工作８小時(shí)，使用期限不低于５年，主動(dòng)小齒輪選用40Cr,材料制造并經(jīng)滲碳淬火，而齒條常采用40Cr鋼或 41Cr4 制造并經(jīng)高頻淬火，表面硬度均應(yīng)在 56HRC 以上。為減輕質(zhì)量，采用40Cr鋼制作。
2.4.2齒輪幾何尺寸確定
法向齒厚為h=ha+hf=4.25+1.375=5.625mm
分度圓直徑d =mz/cosβ= 1×23=23mm；
da =d+2ha=15.337+9.5=24.837mm；
df=d-2hf=15.337-2.475 =22.587 mm；
db=dcosα=15.337×cos 20=14.412mm；
分度圓直徑與齒條運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系 齒距 p=πm=3.14×2.5=7.85mm;
根據(jù)d=60000v/πn1；則v=0.001m/s；
齒輪中心到齒條基準(zhǔn)線距離H=d/2+xm=11.5mm
2.4.3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算
（1）接觸應(yīng)力的計(jì)算
由文獻(xiàn)[4]表可知，齒面接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即
（3.28）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
① 計(jì)算載荷系數(shù)
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn)[4]表可知，取
平均分度圓直徑 mm
平均分度圓圓周速度 m/s
由文獻(xiàn)[4] 圖（a）可知，按，得；
由文獻(xiàn)[4] 圖（b）可知，按，齒輪懸臂布置，；
由文獻(xiàn)[4]表可知，；
② 由文獻(xiàn)[1]表可知，彈性系數(shù)；
③ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
計(jì)算得，
MPa
（1） 接觸疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力
由文獻(xiàn)[4] 表可知，許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即
（3.29）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
①小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa
②最小安全系數(shù)
③由文獻(xiàn)[1，10-13]可知，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)
由文獻(xiàn)[1] 圖10-19可知，查得接觸疲勞壽命系數(shù)
，
④尺寸系數(shù)
⑤工作硬化系數(shù)，按
⑥潤滑油膜影響系數(shù)，
計(jì)算得，
MPa
（3）由于MPaMPa，故安全。
（1）齒根應(yīng)力的計(jì)算
由文獻(xiàn)[4]表可知，彎曲應(yīng)力計(jì)算公式，即
（3.30）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
① 由文獻(xiàn)[1]表可知， ，
② 由文獻(xiàn)[1]表可知， ，
計(jì)算得，MPa
（2）彎曲強(qiáng)度的齒根許用應(yīng)力
由文獻(xiàn)[4]表可知，齒根許用應(yīng)力計(jì)算公式，即
（3.31）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
①彎曲疲勞極限MPa
③ 齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)
④ 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)
⑤ 彎曲疲勞壽命系數(shù)
，
④彎曲疲勞的尺寸系數(shù)
計(jì)算得，
（3） 由于MPaMpa，故安全。
2.4.4齒輪精度等級(jí)、材料及參數(shù)的選擇
齒輪共有13個(gè)精度等級(jí)，用數(shù)字0～12由低到高的順序排列，0級(jí)最高，12級(jí)最低。齒輪精度等級(jí)的選擇，應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)的用途、使用條件、傳動(dòng)功率、圓周速度、性能指標(biāo)或其他技術(shù)要求來確定。表13給出了不同機(jī)械傳動(dòng)中齒輪采用的精度等級(jí)。表14推薦了5～9級(jí)精度齒輪所采用的切齒方法和使用范圍等。具體不同機(jī)械傳動(dòng)中齒輪采用的精度等級(jí)如下圖所示：
2.5 齒條的設(shè)計(jì)
根據(jù)齒輪齒條的嚙合特點(diǎn):
(1) 齒輪的分度圓永遠(yuǎn)與其節(jié)圓相重合,而齒條的中線只有當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確安裝時(shí)才與其節(jié)圓相重合.
(2) 齒輪與齒條的嚙合角永遠(yuǎn)等于壓力角。
因此,齒條模數(shù) m=1,壓力角α=20 齒條斷面形狀選取圓形，
選取齒數(shù) z＝23螺旋角β= 8齒厚mt= m / cos β = 2.5 / cos 8 = 2.5253mm；
αt=tanα/cosβ=tan20/cos8=0.367；
Pn =πmn = 3.14 × 2.5 = 7.85mm Pt = πmt = 3.14 × 2.5253 = 7.929mm；
han=1 X C n = 0.25 ? ha = m n han + χ n = 3 ×(1 + 0.7) = 4.25mm；
hf=mn(han+cnχ n ) = 2.5 × (1 + 0.25 ? 0.7) = 1.375mm；
h=ha+hf=4.25+1.375=5.625mm;
（1）選擇材料及確定需用應(yīng)力
小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB＝236
由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得
（2） 確定各種參數(shù)
齒輪按 8等級(jí)精度制造
由于原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，載荷平穩(wěn)，，一般按照中等沖擊載荷計(jì)算。查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》得：
取K=1.3
查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》11—4?。?
區(qū)域系數(shù) ZH=2.5 彈性系數(shù) ZE=188.0
查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教?。糊X寬系數(shù)
由
（3）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算
齒數(shù)取Z1=24
故實(shí)際傳動(dòng)比由于是齒輪齒條傳動(dòng)則i=1
模數(shù)
我們?nèi)=1.5
齒寬 ，
取b=18mm
（4）驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度
齒形系數(shù)YFa1=2.56，YSa1=1.63
YFa2=2.24，YSa2=1.76
由式
，安全。
（5）計(jì)算齒輪圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度
此速度合適
其他計(jì)算從略。
所得小齒輪的基本參數(shù)如下：
(1)分度圓直徑d1
d1=m*z1=1.5*24=36mm
(2)齒頂高h(yuǎn)a1
ha1=ha'*m=1*1.5=1.5mm
(3)齒根高h(yuǎn)f1
hf1=(ha'+c')*m=(1+0.2)*1.5=1.8mm
(4)齒高h(yuǎn)1
h1=ha1+hf1=1.5+1.8=3.3mm
(5)齒頂圓直徑da1
da1=d1+2*ha1=36+2*1.5=39mm
(6)齒根圓直徑df1
df1=d1-2*hf1=36-2*1.8=32.4mm
(7)基圓直徑db1
db1=d1*cos(α)=36*0.939693=33.83mm
(8)齒頂圓壓力角
αa1=arcos(db1/da1)=arcos(33.8289/39)=29.84°
(9)端面重合度
Σα=1/2/π*(z1*(tan(αa1)-tan(α))+z2*(tan(αa2)-tan(α)))
=1/2/π*(24*(0.573659-0.36397)+60*(0.457418-0.36397))=1.69
(10)縱向重合度Σβ=0
(11)總重合度
Σγ=Σα=1.69
2.3.2齒條的設(shè)計(jì)
齒輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，齒條作直線運(yùn)動(dòng)，齒條可以看作一個(gè)齒數(shù)無窮多的齒輪的一部分，這時(shí)齒輪的各圓均變?yōu)橹本€，作為齒廓曲線的漸開線也變?yōu)橹本€。齒條直線的速度與齒輪分度圓直徑、轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為
本次設(shè)計(jì)中V=50mm/s
式中 d——齒輪分度圓直徑，；小齒輪分度圓直徑為36mm
——齒輪轉(zhuǎn)速，。齒輪轉(zhuǎn)速為37.5r/min
其嚙合線與齒輪的基圓相切，由于齒條的基圓為無窮大，所以嚙合線與齒條基圓的切點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)處。
齒輪與齒條嚙合時(shí)，不論是否標(biāo)準(zhǔn)安裝（齒輪與齒條標(biāo)準(zhǔn)安裝即為齒輪的分度圓與齒條的分度圓相切），其嚙合角恒等于齒輪分度圓壓力角，也等于齒條的齒形角；齒輪的節(jié)圓也恒與分度圓重合。只是在非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的節(jié)線與分度線不再重合。
齒輪與齒條正確嚙合條件是基圓齒距相等，齒條的基圓齒距是其兩相鄰齒廓同側(cè)直線的垂直距離，即。
齒輪與齒條的實(shí)際嚙合線為，即齒條頂線及齒輪齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)及之間的長(zhǎng)度。
齒輪齒條傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算
齒輪與齒條傳動(dòng)的尺寸計(jì)算見表
表 齒輪齒條傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算
項(xiàng)目名稱
計(jì)算公式及代號(hào)
轉(zhuǎn)齒輪齒條數(shù)值
齒輪齒數(shù)
24
模數(shù)
1.5
螺旋角
基本齒廓
壓力角
齒頂高系數(shù)
1
頂隙系數(shù)
0.25
齒輪變位系數(shù)
0
尺寬
齒輪
18
齒條
20
齒條長(zhǎng)度
450
項(xiàng)目名稱
計(jì)算公式及代號(hào)
轉(zhuǎn)齒輪齒條數(shù)值
齒輪分度圓直徑
36
齒頂高
齒輪
1.5
齒條
1.5
齒根高
齒輪
1.88
齒條
1.88
齒高
齒輪
3.38
齒條
齒輪中心到齒條中心距
18
齒距
4.71
齒條齒數(shù)
96
2.6 齒輪軸的設(shè)計(jì)
由于齒輪的基圓直徑db=23，數(shù)值較小，若齒輪與軸之間采用鍵連接必將對(duì)軸 和齒輪的強(qiáng)度大大降低，因此，將其設(shè)計(jì)為齒輪軸。由于主動(dòng)小齒輪選用45#材料制造并經(jīng)滲碳淬火，因此軸的材料也選用40Cr,材料制造并經(jīng)滲碳淬火。
查表得：40Cr材料的硬度為６０ＨＲＣ，抗拉強(qiáng)度極限 [σB]=1100 MPa ，屈服極限[σS ]=850MPa ，彎曲疲勞極限 [σT]=525MPa ,剪切疲勞極限 [τ1 ] = 300 MPa ，轉(zhuǎn)速 n=10r/min 忽略磨損，根據(jù)能量守衡，作用在齒輪齒條上的阻力矩為 M r = 328.8 N m ,作用在齒輪上的軸向力為F=Mr328.8 sin 20 = sin 20 = 12.23 N ，作用在齒輪上的切向力為F=彎曲疲勞強(qiáng)度校核Mr 328.8 cos 20 = cos 20 = 33.77 Nr 9.15σ1 ＝Ｆ／ πr 2 ＝ 33.77 /3.14 × 5 2 = 0.43 MPa< 525MPa。
剪切疲勞強(qiáng)度校核τ1=F/ πr2 = 33.77/3.14 ×42 = 0.672MPa ＜３００ＭＰa
抗拉強(qiáng)度校核 滿載時(shí)的阻力矩為 Mr=328.8Nm， 齒輪軸的最小直徑為d=８mm，在此截面上的軸向抗拉強(qiáng)度為σB＝Ｆ／πr2 =1 1.55/3.14142=0.229MPa<1100Mpa本設(shè)計(jì)選擇齒輪軸直徑 D=40。
傳動(dòng)軸的材料選擇、熱處理方式，許用應(yīng)力的確定。選擇45鋼正火。硬度達(dá)到170~217HBS,抗拉強(qiáng)度=600MPa，屈服強(qiáng)度=355MPa。[]=55MPa
計(jì)算d1，按下列公式初步計(jì)算出軸的直徑，輸出軸的功率P和扭矩T
最小直徑計(jì)算（查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教材表15—3 取 c=110）
考慮鍵槽
與齒輪嚙合的傳動(dòng)軸軸徑我們?nèi)?0mm。
根據(jù)與大同步帶輪相配合，本次設(shè)計(jì)中，取=30mm；
中間軸段軸徑為30mm，兩端軸徑為20mm。
傳動(dòng)軸的校核
作用在傳動(dòng)軸上的圓周力：
徑向力：
求垂直面的支反力
計(jì)算垂直彎矩：
求水平面的支承力：
計(jì)算、繪制水平面彎矩圖：
求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：
從圖可見，m-m,n-n處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）
計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：
n-n截面:
m-m截面:
由于，所以該軸是安全的。
第3章 各主要零部件強(qiáng)度的校核
3.1滾動(dòng)軸承的選擇
滾動(dòng)軸承為深溝球軸承6205，由文獻(xiàn)[2]表得KN，KN，，。
（2）壽命驗(yàn)算
軸承所受支反力合力
N （3.1）
對(duì)于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。
，N
由文獻(xiàn)[2]表得， ，
N （3.2）
按軸承B的受力大小驗(yàn)算
h （3.3）
h=年
由于齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達(dá)到所計(jì)算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。
3.2傳動(dòng)軸強(qiáng)度的校核計(jì)算
根據(jù)以上工況可知：
力：
徑向力：
求垂直面的支反力
計(jì)算垂直彎矩：
求水平面的支承力：
計(jì)算、繪制水平面彎矩圖：
求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：
從圖可見，m-m,n-n處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）
計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：
n-n截面:
m-m截面:
由于，所以該軸是安全的。
第四章 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器中主要零件的三維建模
4.1方向盤的三維建模
4.2轉(zhuǎn)向軸的三維建模
4.3動(dòng)力缸體的三維建模
4.4齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的三維建模
第五章三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié)
通過本次設(shè)計(jì)，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)。關(guān)于圖紙的繪制方面，當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時(shí)必須考慮的大小是合適的，因?yàn)锳utoCAD繪圖效果不好，也會(huì)引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個(gè)時(shí)候?qū)α慵M(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標(biāo)準(zhǔn)件，可以生成，但有時(shí)需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個(gè)時(shí)候隨機(jī)應(yīng)變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應(yīng)該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一個(gè)方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個(gè)更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。
學(xué)習(xí)使用一些可以節(jié)省時(shí)間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個(gè)很大的障礙，是要花很多時(shí)間去找出為什么。在一個(gè)活躍的子組件，雖然活動(dòng)范圍會(huì)產(chǎn)生干擾，可以設(shè)置該復(fù)合物的活動(dòng)范圍，如先進(jìn)的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個(gè)范圍內(nèi)不影響母配體，不能設(shè)置。因?yàn)橐坏┰O(shè)定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配。看地圖是最重要的任務(wù)是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，找出零件是由幾個(gè)特點(diǎn)，擺脫所有的形狀特點(diǎn)，它們之間的連接相對(duì)位置、表面，然后按主次特征造型的關(guān)系，按一定的順序。一個(gè)復(fù)雜的部分，有許多簡(jiǎn)單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構(gòu)造出相同的實(shí)體部分，但其建模過程和實(shí)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接的影響，實(shí)體模型可以修改應(yīng)用程序，可理解性和實(shí)體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程中零件，必須選擇第一個(gè)草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機(jī)的命令，使用簡(jiǎn)單的說，一個(gè)圓柱形圍成一個(gè)圈，然后繪制，也可以作為一個(gè)長(zhǎng)方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個(gè)軸，那么我們應(yīng)該選擇第二個(gè)方法以及。
由于該零件的設(shè)計(jì)不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令，許多零部件都是對(duì)稱的，所以為了節(jié)省時(shí)間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。
一個(gè)完整的工程圖紙應(yīng)該包含以下4個(gè)方面。
一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對(duì)各部分的結(jié)構(gòu)和形狀表達(dá)清楚。
尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置
技術(shù)要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗(yàn)完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標(biāo)。
標(biāo)題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。
單擊[新建]圖標(biāo)以顯示新的文件系統(tǒng)，SolidWorks文件”對(duì)話框中，單擊“選項(xiàng)”對(duì)話框中的組件，你可以進(jìn)入裝配工作模式，進(jìn)行以后的設(shè)計(jì)工作。
結(jié) 論
在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，發(fā)自內(nèi)心地感謝我的老師和同學(xué)們的幫助，因?yàn)橛辛舜蠹业膸椭椭С?，我才能夠順利地完成這次的畢業(yè)論文，最后，向大家表示深深的感謝和祝福。
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致 謝
時(shí)間如流水，經(jīng)過幾個(gè)月的努力和付出，我的論文總算完成了！感謝您這四年對(duì)我們的諄諄教導(dǎo)，您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上給我以精心的指導(dǎo)，同時(shí)還在思想給我以無微不至的關(guān)懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成?？齐A段的學(xué)業(yè)同時(shí)，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么，知道以后的人生目標(biāo)是什么，通過這幾年的學(xué)習(xí)，讓我知道了我們親愛的導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，以及認(rèn)真對(duì)待每個(gè)同學(xué)畢設(shè)的工作態(tài)度和務(wù)實(shí)的行為規(guī)范。也讓我懂得了對(duì)待任何事情都需要仔細(xì)，認(rèn)真，不能有絲毫的馬虎。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，通過查找了各類手冊(cè)論文終于可以完成了，我感到很開心，也很激動(dòng)，因?yàn)檫@是我知識(shí)的積累。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)槲易约阂呀?jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體現(xiàn)。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多有用的知識(shí)。
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