发布时间 : 星期三 文章动力转向系统设计方案更新完毕开始阅读7c10c118bed126fff705cc1755270722192e5988
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齿全高h 齿顶圆 da 齿根圆 df 基圆直径db h1=ha1+hf1=2.83 da1=d1+2ha1=18.83 df1=d1-2hf1=13.17 db1?d1?cos?t?13.26 h2=ha2+hf2=2.9 tg?t?tg?ncos?? ?t?21.88° 齿顶圆压力角αat ?at1d?arccosb1?45.235° da1 b?b1cos??2?(25/2)2?(a?d1/2)2cos20??18.227 齿宽b a?d1?xnmn?H 2H=7.9955 轴交角θ=20° 25为齿条直径 H：为齿条中心线 至分度线的距离 ???????总重合度ε 1??2?*??b?sin?4?ha1?xn?cos25???Z?tg??tg?????at1t1sin2??mn t???2.005?? ???25? ???? 5检验齿顶厚：
2xtg?n???sat?da???n?tg?t?tg?at???t??at??Z?2Z??1.65?0.25?0.4?mn?0.4625~0.74而sat?1.65??0.25?0.4?mn?0.4625~0.74符合齿顶不变尖的条件,故参数选择是合理的
αn 为法面压力角；
αat 为齿顶端面压力角； αt 为端面压力角； xn 为法面变位系数。
6齿轮公法线长度及跨齿数的计算
跨齿数：
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2?Z'?12xn?2xntg?n?2k????1?'??cos?n???tg?n??n???0.5 '??cos?n?Z?Z??? 式中Z'?Z?
inv?t180?9.263 ?Z???inv?ntg?n?n180tg?t??t?将Z‘代入跨齿数K的公式，求得：K=2.28, 根据四舍五入 取K=2 公法线长度：wn?w??w?mn 式中?w*?2xn?sin?n
?**?w*?cos?n???k?0.5??Z'?inv?n由以上公式得wn?9.191
7.结构尺寸的确定
设计原则:在保证转向器安装尺寸与原件一致的条件下，力求保证转向器的形状及外观尺寸与原件一致,其内部尺寸及结构利用我们现有的成熟产品结构加以设计。 7.1壳体：
为了保证转向器在整车上的安装交角及安装尺寸不变，防止壳体与车架的其它部位干涉，因此壳体的外形尺寸尽可能与原样件一致,同时考虑壳体与油缸要铆接,在壳体的右端要装密封圈,考虑到齿条的行程,参照我厂成熟技术的阀芯，油封,轴承等,综合考虑后, 确定壳体、阀体的尺寸。 7.2油缸总成:
为了保证转向器的输出力,考虑到活塞,齿条的尺寸及行程以及缸端限位套等,油缸的长度,内外径,通左,右腔的油口位置就可以确定。 7.3齿轮轴与齿条:
根据转向器需要的线角传动比以及现有的刀具的模数来确定齿轮轴以及齿条的齿数、模数。根据两内球节的距离及齿条的行程来确定齿条的长度、通气孔的位置等。 7.4阀套:
因为阀芯总成是参照成熟工艺，故借用 已有的阀套。 7.5输入轴:
结构形式借用已有产品，花键为金杯转向器的输入轴花键。 7.6扭杆:
刚度校核:
由于FC-1转向器所用的阀与瑞风转向器所用的阀基本相同,转向器输出力
也相近,故用类比法取扭杆直径为φ5.80 –0.05mm ,有效长度为80mm。
则扭杆所受的扭矩计算如下:
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Gd4?? Mk? φ为输入轴相对扭杆的转角
584L L为扭杆所承受扭矩的长度
G为剪切弹性模量，对于40Cr常用80.0Gpa-85.0GPa
由输入轴与阀套的装配图来测出输入轴阀口的关闭角2.2097°取G=83.0Gpa
代入上列公式得Mk=4.44N.m
五、 新工艺：
1、 齿轮轴与扭杆联结是在齿轮轴端采用花键，通过花键连接。
技术要求：扭杆在承受最大扭矩作用时，齿轮轴端的花键不被破坏。
（注：在极限位置或动力转向失效，完全靠机械转向时，扭杆不被扭断或齿轮轴花键不失效）。
2、考虑到扭杆装配过程是挤压过程，齿轮轴选用花键应取模数小些、齿数多些，但模数过小，抗扭强度就会下降。
附注：扭杆压入齿轮轴，压入负荷：min9.8KN;
卸载负荷：min7.85KN。(参考小红旗资料) 3、阀芯总成在阀体壳体装配中的轴向间隙的控制。
为了控制其轴向间隙，阀芯总成应选用公司的生产的专用机床加工，并使用新购的内、外圆磨床，硬齿面滚齿机设备，从而进一步提高零件的工艺性，以充分保证产品的性能。
六、主要零件的理论计算
1.圆柱销与齿轮轴间过盈量的计算：
由小红旗资料查得圆柱销压入齿轮轴时的压入力最小为1.96N，取最大值为2.96N，根据机械设计手册中计算公式得到结合直径df??3.5，结合长度
lf?3.1，包容条件外径da?25，摩擦系数??0.11，弹性模量
E?2?106~2.35?106MPa，包容直径比qa?dmda?3.525?0.14，泊松比
??0.3~0.31，查表得Ca?1.34，C1?0.74。
根据公式联接件不产生塑性变形的最大结合压力Pfmin?Fx(??df?lf??)，则
Pfmin?1.96KN(??3.5?3.1?0.11)?522.74N/mm2 同理：Pfmax?2.96KN(??3.5?3.1?0.11)?789.44N/mm2 包容件传递负荷所需的最小直径变化量：eamin?Pfmin?da?Ca/Ea，则
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eamin?522.74?3.5?1.34/217000?0.011
同理：eamax?789.44?3.5?1.34/217000?0.017
被包容件传递负荷所需的最小直径变化量：elmin?Pfmin?dm?C1/E1，则
elmin?522.74?3.5?0.74/217000?0.006
同理：elmax?789.44?3.5?0.74/217000?0.009
传递负荷所需的最小有效过盈量：Semin?eamin?elmin，Semin?eamin?elmin，则
Semin?0.011?0.006?0.017，Semin?0.017?0.009?0.026
0.039因此，为了满足最小过盈量的要求圆柱销的尺寸为?3.5??0.029
0.034?0.039根据实际情况将圆柱销分为两组：?3.5??0.029，?3.5?0.034 2.圆柱销与输入轴间过盈量的计算：
由公司的资料得圆柱销压入输入轴的力为6000～8000N，根据机械设计手册中的计算公式得到结合直径df??3.5，结合长度lf?14.5，包容条件外径
da?10，摩擦系数??0.11，弹性模量E?2?106~2.35?106MPa，包容直径比qa?dmda?3.510?0.35，泊松比??0.3~0.31查表得
Ca?1.579，C1?0.979。
根据公式联接件不产生塑性变形的最大结合压力Pfmin?Fx(??df?lf??)，则
Pfmin?6KN(??3.5?14.5?0.11)?342.1N/mm2 同理：Pfmax?8KN(??3.5?14.5?0.11)?456.2N/mm2
包容件传递负荷所需的最小直径变化量：eamin?Pfmin?da?Ca/Ea，则
eamin?342.1?3.5?1.579/206000?0.009
同理：eamax?456.2?3.5?1.579/206000?0.012
被包容件传递负荷所需的最小直径变化量：elmin?Pfmin?dm?C1/E1，则
elmin?342.1?3.5?0.979/206000?0.006
同理：elmax?456.2?3.5?0.979/206000?0.008
传递负荷所需的最小有效过盈量：Semin?eamin?elmin，Semin?eamin?elmin，则
Semin?0.009?0.006?0.015，Semin?0.012?0.008?0.020
0.045因此，为了满足最小过盈量的要求圆柱销的尺寸为?3.5??0.015
?0.0450.030根据实际情况将圆柱销分为两组：?3.5??0.029，?3.5?0.030
3.输入轴与节叉联接处尺寸校核
节叉也为设计，因此也是采用已有工艺。
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