上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)
上海工程技術(shù)大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開題報(bào)告
題目 華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)
院（系） 汽車工程學(xué)院
專業(yè) 車輛工程
學(xué)生姓名 吳遠(yuǎn)江
學(xué) 號(hào) 0621102
指導(dǎo)教師 李傳昌
開題日期：2015年 3 月 6 日
引言
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器由與轉(zhuǎn)向軸做成一體的轉(zhuǎn)向齒輪和常與轉(zhuǎn)向橫拉桿做成一體的齒條組成，與其它形式轉(zhuǎn)向器比較，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較小；傳動(dòng)效率高達(dá)90％；齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，可自動(dòng)消除齒間間隙，如圖7—1所示，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度，還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用的體積小；沒有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大；制造成本低。
一．題目來源、目的、意義
來源：本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來自于企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際。
目的：通過設(shè)計(jì)華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，掌握華晨寶馬汽車設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識(shí)。
意義：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。
二．情況介紹
1、國外狀況
轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系主要構(gòu)成的關(guān)鍵零件，隨著電子技術(shù)在汽車中的廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化。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(RP型)。這四種轉(zhuǎn)向器型式，已經(jīng)被廣泛使用在汽車上。據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占45％左右，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器占40％左右，蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器占10％左右，其它型式的轉(zhuǎn)向器占5％。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器一直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐小客車中，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器有很大的發(fā)展。日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占的比重越來越大，日本裝備不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的各類型汽車，采用不同類型轉(zhuǎn)向器，在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，已由60年代的62．5％，發(fā)展到現(xiàn)今的100％了(蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器在公共汽車上已經(jīng)被淘汰)。大、小型貨車大都采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，但齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器也有所發(fā)展。微型貨車用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占65％，齒條齒輪式占35％。
2、國內(nèi)現(xiàn)狀
我國的轉(zhuǎn)向器生產(chǎn)，除早期投產(chǎn)的解放牌汽車用蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器，
東風(fēng)汽車用蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器之外，其它大部分車型都采用循環(huán)球式結(jié)構(gòu)，
并都具有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。目前解放、東風(fēng)也都在積極發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向
器，并已在第二代換型車上普遍采用了循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。由此看出，我國
的轉(zhuǎn)向器也在向大量生產(chǎn)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器發(fā)展。
三．本課題情況概要
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩大類：機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。完全靠駕駛員手力操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；借助動(dòng)力來操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又可分為液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。對(duì)于轉(zhuǎn)向器按結(jié)構(gòu)形式可分為多種類型。歷史上曾出現(xiàn)過許多種形式的轉(zhuǎn)向器，目前較常用的有齒輪齒條式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器等。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器:(1)結(jié)構(gòu)主要由轉(zhuǎn)向齒輪、轉(zhuǎn)向齒條、轉(zhuǎn)向器殼、調(diào)整螺釘?shù)冉M成。
(2)工作過程駕駛員通過轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使轉(zhuǎn)向齒條移動(dòng)，轉(zhuǎn)向條通過轉(zhuǎn)向直拉桿，轉(zhuǎn)向擺桿和左右轉(zhuǎn)向橫拉桿，使兩車輪繞主銷偏轉(zhuǎn)。
蝸桿曲柄指銷式:?
(1)結(jié)構(gòu)主要由搖臂軸、指銷、蝸桿等組成。
(2)工作過程它是以蝸桿為主動(dòng)件，曲柄銷為從動(dòng)件的轉(zhuǎn)向器。蝸桿具有梯形螺紋，手指狀的錐形指銷用軸承支承在曲柄上，曲柄與轉(zhuǎn)向搖臂軸制成一體。轉(zhuǎn)向時(shí)，通過轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿、嵌于蝸桿螺旋槽中的錐形指銷一邊自轉(zhuǎn)，一邊繞轉(zhuǎn)向搖臂軸做圓弧運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲柄和轉(zhuǎn)向垂臂擺動(dòng)，再通過轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器:?
(1)結(jié)構(gòu)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器一般有兩級(jí)傳動(dòng)副組成：
第一級(jí)是螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)副；第二級(jí)一般采用齒條齒扇傳動(dòng)副。
(2)工作過程這種轉(zhuǎn)向裝置是由齒輪機(jī)構(gòu)將來自轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)力進(jìn)行減速，使轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)闇u輪蝸桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合，因而滾珠螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線運(yùn)動(dòng)再次變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使連桿臂搖動(dòng)，連桿臂再使連動(dòng)拉桿和橫拉桿做直線運(yùn)動(dòng)，改變車輪的方向。它的原理相當(dāng)于利用了螺母與螺栓在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的相對(duì)移動(dòng)，而在螺紋與螺紋之間夾入了鋼球以減小阻力，所有鋼球在一個(gè)首尾相連的封閉的螺旋曲線內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)，循環(huán)球式故而得名。
四．本課題主要內(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）。
五．查閱資料、文獻(xiàn)目錄
[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：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980
[7] Charles W. Beardsly, Mechanical Engineering, ASME, Regents Publishing Company,Inc,1998.
6