作品包括：

Word设计说明书1份，约12000字

任务书一份

开题报告一份

外文翻译一份

CAD版本图纸，共6张

摘要

自世界上第一辆汽车问世以来，汽车工业进入蓬勃发展时期。作为保证车辆按照驾驶员的需要正常行驶的转向系统也由早期的纯机械式发展到如今的各种助力式转向系统，大大减轻了驾驶员的工作强度。本文即对一种燃料电池客车的转向系统进行设计以及分析。

本文以转向系的主要性能参数要求、循环球式转向器的设计计算及校核、液压动力转向系统设计为主线，对整个转向系统进行设计，在此过程中系统的阐述了转向系统的组成构造，设计要求。

全文首先介绍转向系的工作原理、构造、分类及国内外相关研究现状；然后是转向系类型的选取及设计初步方案的确定；其次是转向系主要参数的设计，主要以转向系正（逆）效率，转向系力（角）传动比及转向系的传动间隙特性为主；随后介绍循环球转向器的详细过程，包括主要参数的选取、转向盘总回转圈数的计算、齿扇参数的确定及零件强度校核；转向传动机构设计，主要以转向梯形各部件的参数的选取、计算和校核；最后对转向器中齿扇传动副接触应力等进行有限元分析。

转向系统是底盘中不可或缺的一部分，其设计得好坏将直接影响汽车的驾驶性能和安全性能。为了进一步提高车辆的性能，转向系统的设计也在不断的完善并创新。

关键词：转向系效率；循环球式转向器；变厚齿扇；液压助力；有限元分析

目  录

第1章  绪论    1

1.1 转向系统概述    1

1.2 转向系统的分类    1

1.3 国内外研究现状    3

第2章 转向系的选取及初步设计方案    4

2.1 设计车型参数及对应的转向轮偏角计算    4

2.2 转向操纵机构    5

2.3 转向传动机构    5

2.4 机械转向器    5

2.5 动力转向系统    6

第3章 设计目标主要参数计算    8

3.1 转向器的效率    8

3.1.1 转向器的正效率     8

3.1.2 转向器的逆效率     8

3.2 转向系统计算载荷    9

3.3 转向系统力传动比 和角传动比     10

3.4 转向器传动副的传动间隙    11

3.5 转向盘上手力     12

3.6 本章小结    13

第4章 循环球式转向器设计    14

4.1 主要尺寸的选取    14

4.1.1 钢球中心距D    14

4.1.2 螺杆外径 及螺母内径     14

4.1.3 钢球直径D和数量N    14

4.1.4 滚道截面    15

4.1.5 接触角     16

4.1.6 螺距T和导程角     16

4.1.7 导管内径     17

4.2 转向盘总回转圈数N    17

4.3 变厚齿扇参数的确定    17

4.4 循环球式转向器零件强度计算    19

4.4.1 钢球与滚道之间的接触应力     19

4.4.2 齿的弯曲应力    20

4.4.3 摇臂轴直径D的确定    21

4.5 循环球转向器各参数    21

第5章 动力转向系统设计    22

5.1 液压式动力转向机构布置方案比较及选择    22

5.2 液压缸设计    23

5.2.1 液压缸作用力F    23

5.2.2 液压缸内径D    23

5.2.3 活塞行程    24

5.3 转阀    24

5.3.1 阀芯    24

5.3.2 扭杆    24

第6章 转向传动机构设计    26

6.1 转向梯形设计    26

6.1.1 梯形底角     26

6.1.2 梯形臂长M    26

6.1.3 横拉杆长度    27

6.2 球头销    27

6.3 转向拉杆    27

第7章 转向器螺母齿扇传动副有限元仿真分析    28

7.1 有限元分析方法    28

7.2 齿轮传动接触设置    28

7.3 齿轮齿扇传动副网格划分    28

7.4 材料属性定义及加载方法    29

7.4.1 齿轮传动受力特性分析    29

7.4.2 属性定义及加载方案    30

7.5 齿面接触应力分析    30

结  论    33

致谢    34

参考文献    35

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