发布时间 : 星期五 文章循环球式转向器的设计2 - 图文更新完毕开始阅读8a9948c74028915f804dc2ac
图2-8 为获得变化的齿侧间隙齿扇的加工原理和计算简图
图2-9 用于选择偏心n的线图
当?，rw确定后，根据上式可绘制如图2-12所示的线图，用于选择适当的n值，以便使齿条、齿扇传动副两端齿啮合时，齿侧间隙?s能够适应消除中间齿最大磨损量所形成的间隙的需要。
齿条、齿扇传动副各对啮合齿齿侧间隙?s的改变也可以用改变齿条各齿槽宽而不改变齿扇各轮齿齿厚的办法来实现
?10?。一般是将齿条(一般有4个齿)两侧的齿槽宽制成比中间齿槽
大0.20～0.30mm即可。本次设计采用直齿齿轮。
2.5转向器的计算和校核
2.5.1循环球式转向器零件的强度计算
为了进行强度计算，首先要确定其计算载荷
?11?。式(2-13)曾给出了汽车在粗糙的硬路面
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上作原地转向时转向轮的转向阻力矩，利用它可求得转向摇臂上的力矩和在转向盘上的切向力，它们均可作为转向系的最大计算载荷。但对前轴负荷大的重型载货汽车，用关系式计算出来的力，往往会超过司机在体力上的所能施展的力量。这时在计算转向器的零件具体参数时，可取司机作用在转向盘轮缘上的最大瞬时力。确定计算载荷后，即可计算转向系零件的强度。
汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩（N﹒mm）即
fG1MR? （2-17）
3pf取0.7；G1为前轴负荷（N）；p轮胎气压（MPa）。由查得的资料可知道BJ2020前轴负荷757Kg,因此G1?757?9.8?7418.6N；p?0.245Mpa
30.7(7418.6)3MR??301215.056
30.245确定计算载荷后，即可计算转向系零件的强度。 转向系力传动比：
ip?i?0Dsw2a （2-18）
i?0为转向系角传动比i?0?i??17.15；
DSW为转向盘直径取435mm；
a为主销偏移距通常a的值在0.4～0.6倍轮胎的胎面宽度尺寸范围内选取。取a?0.5?215?107.5mm，所以
17.15?435ip??34.7
2?107.5轮胎与地面之间的转向阻力FW和作用在转向节上的转向阻力MR有如下关系
M301215.056FWmax?R??2802N
a107.52FW再根据ip?可求出作用在方向盘上的手力
Fh2F2?2802Fh?W??161.5N
ip34.7（1） 钢球与滚道间的接触应力?j
?j?K3NE2(?2d12 )≤[?j] （2-19）
R2式中K——系数，根据A／B查表2-5求得，其中A／B用下式计算：
A???1/r??(1/R2)?/2；B???1/r???1/R1??/2 （2-20）
R2——螺杆与螺母滚道截面的圆弧半径；R2?0.52d?0.52?6.35?3.302mm；
d——钢球直径；d?6.35mm；A/B=0.05 因此，K取1.280；
E——材料弹性模量，2.1?10MPa； N——每个钢球与螺杆滚道之间的正压力；
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N?FhR ；
nl?sin?0cos?Fh——转向盘圆周力；F?162.11；
hR——转向盘轮缘半径；R?DSW?435?217.5mm；
22?0——螺杆螺线导程角；?0?7?；
?——钢球与滚道间的接触角；??45?；
n——参与工作的钢球数；n?18.55；
l——钢球接触点至螺杆中心线之距离。l?(25?6.35)/2?9.325mm；
FhR162.11?217.5N???2365.357N
nl?sin?0cos?18.55?9.325?sin7??cos45??j?K3NE2(?2d12212)?1.2832365.357?(2.10?105)2(?)?3178.169MPaR26.353.302 那么则有?j?[?j]
表2-5 系数K与A/B的关系
A/B K A/B K 1.0 0.388 0.2 0.716 0.9 0.400 0.15 0.800 0.8 0.410 0.1 0.970 0.7 0.440 0.05 1.280 0.6 0.468 0.02 1.8 0.5 0.490 0.01 2.271 0.4 0.536 0.007 3.202 0.3 0.600 当钢球与滚道的接触表面的硬度为HRC58～64时，许用接触应力[?j]可取为3000～3500MPa。
（2） 齿的弯曲应力?w 齿扇齿的弯曲应力为?w?6Fh，许用弯曲应力为??w??540MPa 2Bs式中，F为作用在齿扇上的圆周力；h为齿扇的齿高；B为齿扇的齿宽；s为基圆齿厚。
齿扇啮合半径r?mz/2?4?15/2?30mm；h?(2ha?hc)m?2.25?4?9mm；
s??m/2?6.28mm；B取28mm
M301215.056Fmax?R??10040.50N
r306Fh6?10040.50?9?w?2??490.99MPa?540MPa
Bs28?6.282
2.5.2 转向摇臂轴直径的确定
转向摇臂轴的直径可根据转向阻力矩MR及材料的扭转强度极限?0由下式确定：
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d?kMR3?16 （2-21）
?0式中，k——安全系数，根据使用条件可取2.5～3.5，取k为3.0；
MR——转向阻力矩，MR?301215.056N?mm；
?0——扭转强度极限，?0?200MPa；
d?kMR3?16?3?301215.0563?0?16?28mm
?200转向摇臂轴一般采用20CrMnTi、22CrMnMo或20CrNi 3A钢制造，表面渗碳，渗碳层深为0.8～1.2mm，重型汽车和前轴负荷大的汽车，则为1.05～1.45mm。淬火后表面硬度为58—63HRC。转向器壳体采用球墨铸铁QT400—18或可锻铸铁KTH350—10，KTH370—12制造
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?12?。