华晨宝马齿轮齿条式转向器的设计（含三维SW模型及CAD图纸）
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上海工程技术大学毕业设计（论文） 华晨宝马齿轮齿条式转向器的设计
上海工程技术大学
毕业设计（论文）
开题报告
题目 华晨宝马齿轮齿条式转向器的设计
院（系） 汽车工程学院
专业 车辆工程
学生姓名 吴远江
学 号 0621102
指导教师 李传昌
开题日期：2015年 3 月 6 日
引言
齿轮齿条式转向器由与转向轴做成一体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成一体的齿条组成，与其它形式转向器比较，齿轮齿条式转向器最主要的优点是：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小；传动效率高达90％；齿轮与齿条之间因磨损出现间隙后，利用装在齿条背部、靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧，可自动消除齿间间隙，如图7—1所示，这不仅可以提高转向系统的刚度，还可以防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用的体积小；没有转向摇臂和直拉杆，所以转向轮转角可以增大；制造成本低。
一．题目来源、目的、意义
来源：本毕业设计课题来自于企业的生产实际。
目的：通过设计华晨宝马齿轮齿条式转向器，掌握华晨宝马汽车设计生产流程，培养工程意识。
意义：我国生产的宝马车齿轮齿条式转向器从仿制开始起步，近期产品的质量较早期有所提高。 但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的宝马车的总体水平，与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，齿轮齿条式转向器的生产也是如此，为满足市场需求，特开发华晨宝马齿轮齿条式转向器。
二．情况介绍
1、国外状况
转向器是转向系主要构成的关键零件，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向装置的结构也有很大变化。从目前使用的普遍程度来看，主要
的转向器类型有4种：有蜗杆销式(WP型)、蜗杆滚轮式(WR型)、循环球式(BS型)、齿条齿轮式(RP型)。这四种转向器型式，已经被广泛使用在汽车上。据了解，在世界范围内，汽车循环球式转向器占45％左右，齿条齿轮式转向器占40％左右，蜗杆滚轮式转向器占10％左右，其它型式的转向器占5％。循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大，日本装备不同类型发动机的各类型汽车，采用不同类型转向器，在公共汽车中使用的循环球式转向器，已由60年代的62．5％，发展到现今的100％了(蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经被淘汰)。大、小型货车大都采用循环球式转向器，但齿条齿轮式转向器也有所发展。微型货车用循环球式转向器占65％，齿条齿轮式占35％。
2、国内现状
我国的转向器生产，除早期投产的解放牌汽车用蜗杆滚轮式转向器，
东风汽车用蜗杆肖式转向器之外，其它大部分车型都采用循环球式结构，
并都具有一定的生产经验。目前解放、东风也都在积极发展循环球式转向
器，并已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器。由此看出，我国
的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展。
三．本课题情况概要
汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。完全靠驾驶员手力操纵的转向系统称为机械转向系统；借助动力来操纵的转向系统称为动力转向系统。动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。对于转向器按结构形式可分为多种类型。历史上曾出现过许多种形式的转向器，目前较常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球式转向器等。齿轮齿条式转向器:(1)结构主要由转向齿轮、转向齿条、转向器壳、调整螺钉等组成。
(2)工作过程驾驶员通过转向操纵机构，转向齿轮转动，从而使转向齿条移动，转向条通过转向直拉杆，转向摆杆和左右转向横拉杆，使两车轮绕主销偏转。
蜗杆曲柄指销式:
(1)结构主要由摇臂轴、指销、蜗杆等组成。
(2)工作过程它是以蜗杆为主动件，曲柄销为从动件的转向器。蜗杆具有梯形螺纹，手指状的锥形指销用轴承支承在曲柄上，曲柄与转向摇臂轴制成一体。转向时，通过转向盘转动蜗杆、嵌于蜗杆螺旋槽中的锥形指销一边自转，一边绕转向摇臂轴做圆弧运动，从而带动曲柄和转向垂臂摆动，再通过转向传动机构使转向轮偏转循环球式转向器:
(1)结构循环球式转向器一般有两级传动副组成：
第一级是螺杆螺母传动副；第二级一般采用齿条齿扇传动副。
(2)工作过程这种转向装置是由齿轮机构将来自转向盘的旋转力进行减速，使转向盘的旋转运动变为涡轮蜗杆的旋转运动，滚珠螺杆和螺母夹着钢球啮合，因而滚珠螺杆的旋转运动变为直线运动，螺母再与扇形齿轮啮合，直线运动再次变为旋转运动，使连杆臂摇动，连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动，改变车轮的方向。它的原理相当于利用了螺母与螺栓在旋转过程中产生的相对移动，而在螺纹与螺纹之间夹入了钢球以减小阻力，所有钢球在一个首尾相连的封闭的螺旋曲线内循环滚动，循环球式故而得名。
四．本课题主要内容
（1）检索查阅相关文献资料，市场调研，了解华晨宝马车齿轮齿条式转向器的研究与使用情况。
（2）以华晨宝马车辆为例熟悉齿轮齿条式转向器传动系统。
（3）协同其余组员，根据华晨宝马齿轮齿条式转向器的功能和性能要求，针对已有转向器进行改型设计。
（4）根据改型设计结果，绘制转向器操作系统装配图、零件图。
（5）撰写设计计算说明书，完成毕业设计（论文）。
五．查阅资料、文献目录
[1] 高象平，李齐隆等.齿轮齿条式转向器零部件优化设计[M].广州：广东科技出版社，1987
[2] 周纪良.齿轮齿条式转向器结构型式和结构图谱[J].农业机械学报，1979(2)：
[3] 陈立周.机械优化设计方法[M].北京：冶金工业出版社，1985
[4] 周纪良.转向器传动系统的设计[M].北京：机械工业出版社，1991
[5] 程悦荪.华晨宝马齿轮齿条式转向器的设计[M].北京：中国农业出版社，1981
[6] 《宝马车辆》编辑部主编.华晨宝马齿轮齿条式转向器的设计和计算[M].上海：上海科学技术出版社，1980
[7] Charles W. Beardsly, Mechanical Engineering, ASME, Regents Publishing Company,Inc,1998.
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