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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 2015 屆 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化（汽車工程） 題 目： 華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計 子 題： 學(xué)生姓名： 吳遠(yuǎn)江 班級學(xué)號： 0621102/062108217 指導(dǎo)教師： 李傳昌 職 稱： 副教授 所在系（教研室）： 汽車工程學(xué)院 下達(dá)日期： 2014 年 12月 4 日 完成日期： 2015 年 1 月 19日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 摘 要 本論文根據(jù)對齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的研究以 及資料的查閱，著重闡述了齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器類型選擇，不同類型齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)缺點和各種類型齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器應(yīng)用狀況。 根據(jù)原有數(shù)據(jù)計算轉(zhuǎn)向系的傳動比，并確定齒輪齒條的幾何參數(shù)。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器總體設(shè)計，受力分析，及對齒輪齒條的疲勞強(qiáng)度校核、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。修正齒輪 齒條式轉(zhuǎn)向器中不合理的數(shù)據(jù)。通過對齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計，選取出相關(guān)的零件如螺釘、軸承等，并在說明書中畫出相關(guān)零件的零件圖。通過說明書并畫出齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的零件圖。 本題目為設(shè)計類實際課題，來源于華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè) 計過程。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，為滿足市場需求，特開發(fā)華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。通過對華晨寶馬齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計，能培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基本理論、基本知識解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生英語閱讀和翻譯能力，學(xué)習(xí)專用汽車設(shè)計經(jīng)驗，掌握汽車設(shè)計基本方法。 關(guān)鍵詞： 齒輪齒條；轉(zhuǎn)向器； 基本理論；汽車設(shè)計 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 of of is a to do to a to or It in to in to in of is to a by is a It is as an to a of of of is a to on by in to of is we by be be by 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 目 錄 摘要 ............................................................. 2 ........................................................ 3 第一章 緒論 .......................................................... 4 題的來源與研究的目的和意義 ................................ 5 車轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展趨勢 ....................................... 6 第二章 華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ...................... 7 輪齒條轉(zhuǎn)向器的 總體方案圖 ................................. 8 輪齒條轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向原理 ................................... 9 動比的計算 ............................................... 10 車方向盤（轉(zhuǎn)向盤） .................................. 11 向阻力矩 ........................................... 11 ....................................... 12 輪設(shè)計 ....................................................... 12 輪參數(shù)的選擇 .......................................... 12 輪幾何尺寸確定 ........................................ 12 根彎曲疲勞強(qiáng)度計算 .................................... 12 輪精度等級、材料及參數(shù)的選擇 .......................... 12 輪的齒根彎曲強(qiáng)度 設(shè)計 .................................. 12 條的設(shè)計 ..................................................... 12 ................................................... 12 第三章 各主要零部件強(qiáng)度的校核 ........................................ 15 ........................................... 16 ........................................... 17 第四章 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器中主要零件的三維建模 ............................ 20 ............................................... 22 ............................................... 22 ............................................. 23 ....................................... 24 第五章 三維軟件設(shè)計總結(jié) .............................................. 24 結(jié)論 ............................................................ 25 致謝 ............................................................ 26 參考文獻(xiàn) ........................................................ 27 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 第一章緒論 題的來源與研究的目的和意義 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對 國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點之一。 機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械 工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運動的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。 研究、設(shè)計和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度； 編制和貫徹制造工藝；設(shè)計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安 裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機(jī)械 、物料搬運機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機(jī)械工程又可 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造、機(jī)械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機(jī)械工程可能分化成上百個分支學(xué)科。例如，按功能分的動力機(jī)械，它與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī) 械、蒸汽動力機(jī)械、核動力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動力裝置、鐵路機(jī)車、船舶輪機(jī)工程、汽車工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。 19 世紀(jì)時，機(jī)械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程， 19 世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進(jìn)入 20 世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化 的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在 20 世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自 20 世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論， 拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。 機(jī)械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計算機(jī)硬、軟件 科學(xué)使人類開始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的實踐反過來又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。 人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來。過去，各種機(jī)械離不開人的操作和控制，其反 應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。 19 世紀(jì)時，機(jī)械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程， 19 世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進(jìn)入 20 世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長， 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在 20 世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自 20 世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。 綜合 再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識發(fā)展 的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認(rèn)識、理解其他學(xué)科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。 綜合與專業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 車轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展趨勢 現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向裝置的使用動態(tài) 隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展， 轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化。汽車轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)很多，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 ( )、蝸桿滾 輪式 ( )、循環(huán)球式 ( )、齒條齒輪式 ( )。這四種轉(zhuǎn)向器型式，已經(jīng)被廣泛 使用在汽車上。當(dāng)今社會，隨著機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備也在不斷地 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 更新，不斷地完善，寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器同樣在發(fā)展著，傳統(tǒng)的目前市面上的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器大多都是采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在某些特定的區(qū)域，這種結(jié)構(gòu)形式的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器非常不受歡迎。由于以往的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，這樣就造成傳動精度不好控制，保養(yǎng)維護(hù)費用較高 ;同時存在一定的安全隱患。因此，對整機(jī)的安全性要求較高，操作時也會給工作人員帶來強(qiáng)烈的震動，使得操作很不舒服。雖然傳統(tǒng)的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器傳動效率較高，變速效果較好，但是價格也較昂貴，對于一般的用戶難以接受。所以研究一種新式的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器勢在必行！ 第二章 華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 輪齒條轉(zhuǎn)向器的總體方案圖 本次設(shè)計的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器采取的方案是：司機(jī)通過轉(zhuǎn)動方向盤，從而使轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動，與轉(zhuǎn)向軸聯(lián)動的齒輪就開始轉(zhuǎn)動，從而帶動與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合的齒條實現(xiàn)平行往返位移，而動力缸體兩端都有與車輪連接在一起的拉桿，這樣 就能夠起到控制輪子左右轉(zhuǎn)動的作用，就起到了轉(zhuǎn)向的目的。其具體方案布局圖如下： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 輪齒條轉(zhuǎn)向器的工作原理 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的工作原理為：通 過轉(zhuǎn)動方向盤，從而使轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動，與轉(zhuǎn)向軸聯(lián)動的齒輪就開始轉(zhuǎn)動，從而帶動與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合的齒條實現(xiàn)平行往返位移，而動力缸體兩端都有與車輪連接在一起的拉桿，這樣就能夠起到控制輪子左右轉(zhuǎn)動的作用，就起到了轉(zhuǎn)向的目的。 動比的計算 車方向盤 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 轉(zhuǎn)向盤的直徑 一系列尺寸。選用大的直徑尺寸時，會使駕駛員進(jìn)出駕駛室感到困難。若選用小的直徑尺寸，轉(zhuǎn)向時，駕駛員要施加較大的力量，從而使汽車難于操縱，據(jù)原始數(shù)據(jù)，參見手冊取 400 由作用方向盤上的力矩得作用在方向盤上的力 h=25104200=125N; 向阻力矩 f=中： f 般?。? Ｐ 則 Mr=f= 傳動比與力傳動比 轉(zhuǎn)向系的傳動比由轉(zhuǎn)向 系的角傳動比 轉(zhuǎn)向系的力傳動比 成。從輪胎接觸地面中心作用在兩個轉(zhuǎn)向輪上的合力２ 作用在方向盤上的手力Ｆ h 之比稱為力傳動比 方向盤的轉(zhuǎn)角和駕駛員同側(cè)的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角之比稱為轉(zhuǎn)向系角傳動比 i 它又由轉(zhuǎn)向器傳動比 i w 轉(zhuǎn)向傳動裝置角傳動比 i 'w 所組成。力傳動比與轉(zhuǎn)向系角傳動比的關(guān)系 和作用在轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向阻力矩Ｍ Ｆ w＝ Mr a 作用在方向盤上的手力Ｆ h 可由下式表示 Ｆ h＝ 側(cè) 忽略磨擦損失側(cè) 2 由式可知 ,力傳動比與 a 愈小， i p 愈大，轉(zhuǎn)向愈輕便。 由以上過程可計算出結(jié)果如下： １） 角傳動比 × ２） 力傳動比 a=1;B=175 = 87.5 則 ip=輪的設(shè)計 輪參數(shù)的選擇 齒輪模數(shù)值取值為 m=1 ，主動齒輪齒數(shù)為 z=23，壓力角取α =20°，齒輪螺旋角為β = 12 °，齒條齒數(shù)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn) 向輪達(dá)到的值來確定。齒輪的轉(zhuǎn)速 n=10r/ 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 齒輪 傳動力矩２５Ｎ m ，轉(zhuǎn)向器每天工作８小時，使用期限不低于５年，主動小齒輪選用 40料制造并經(jīng)滲碳淬火，而齒條常采用 4041造并經(jīng)高頻淬火，表面硬度均應(yīng)在 56上。為減輕質(zhì)量，采用 40 輪幾何尺寸確定 法向齒厚為 h=ha+分度圓直徑 d =mz/ 1× 23=23 d+2 df= db=0= 分度圓直徑與齒條運動速度的關(guān)系 齒距 p=π m=根據(jù) d=60000v/π v=s； 齒輪中心到齒條基準(zhǔn)線距離 H=d/2+根彎曲疲勞強(qiáng)度計算 （ 1）接觸應(yīng)力的計算 由文獻(xiàn) [4]表 395? 可知，齒面接觸應(yīng)力計算公式，即 22211 ???? ??（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 計算載荷系數(shù) 電動機(jī)驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn) [4]表 25? 可知，取 1?平均分度圓直徑 ????? ???????????????? 平均分度圓圓周速度 00 0 00 0 11 ????? m/s 由文獻(xiàn) [4] 圖 45? （ a）可知，按 7 4 0 0 0 1 ??zv m，得 K； 由文獻(xiàn) [4] 圖 75? （ b）可知，按 ?輪懸臂布置， K； 由文獻(xiàn) [4]表 45? 可知， K； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 ??????? A② 由文獻(xiàn) [1]表 610? 可知，彈性系數(shù) Z ； ③ 節(jié)點區(qū)域系數(shù) i ss i ???計算得， ? ? ??????????? 1） 接觸疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力 由文獻(xiàn) [4] 表 285? 可知，許用接觸 應(yīng)力計算公式，即 m ? （ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 6001H? 最小安全系數(shù) ③由文獻(xiàn) [1， 10知，計算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 811 ???????? 1] 圖 10得接觸疲勞壽命系數(shù) ④尺寸系數(shù) 1?⑤工作硬化系數(shù)，按 0 0 1 3 ??? H B ⑥潤滑油膜影響系數(shù)， ????? 3）由于 ? 安全。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 （ 1）齒根應(yīng)力的計算 由文獻(xiàn) [4]表 555? 可知，彎曲應(yīng)力計算公式，即 ???? )??（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 由文獻(xiàn) [1]表 510? 可知， ? ② 由文獻(xiàn) [1]表 510? 可知， ? 計算得，? ? 51 ????????????F? 2）彎曲強(qiáng)度的齒根許用應(yīng)力 由文獻(xiàn) [4]表 315? 可知，齒根許用應(yīng)力計算公式，即 ?（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①彎曲疲勞極限 300F? 齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù) ⑤ 彎曲疲勞壽命系數(shù) 曲疲勞的尺寸系數(shù) Y 計算得， M P 3001 ??????（ 3） 由于 F? ? ? F? 故安全。 輪精度等級、材料及參數(shù)的選擇 齒輪共有 13 個精度等級，用數(shù)字 0～ 12 由低到高的順序排列， 0 級最高， 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 12 級最低。齒輪精度等級的選擇，應(yīng)根據(jù)傳動的用途、使用條件、傳動功率、圓周速度、性能指標(biāo)或其他技術(shù)要求來確定。表 13 給出了不同機(jī)械傳動中齒輪采用的精度等級。表 14 推薦了 5～ 9 級精度齒 輪所采用的切齒方法和使用范圍等。具體不同機(jī)械傳動中齒輪采用的精度等級如下圖所示： 條的設(shè)計 根據(jù)齒輪齒條的嚙合特點 : (1) 齒輪的分度圓永遠(yuǎn)與其節(jié)圓相重合 ,而齒條的中線只有當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確安裝時才與其節(jié)圓相重合 . (2) 齒輪與齒條的嚙合角永遠(yuǎn)等于壓力角。 因此 ,齒條模數(shù) m=1,壓力角α =20 齒條斷面形狀選取圓形， 選取齒數(shù) z＝ 23螺旋角β = 8齒厚 m / = = α t= π t = π X C n = m n χ n = 3 × (1 + = hf=mn(n ) = (1 + = h=ha+輪軸的設(shè)計 由于齒輪的基圓直徑 3，數(shù)值較小，若齒輪與軸之間采用鍵連接必將對軸 和齒輪的強(qiáng)度大大降低，因此，將其設(shè)計為齒輪軸。由于主動小齒輪選用 45#材料制造并經(jīng)滲碳淬火，因此軸的材料也選用 40料制造并經(jīng)滲碳淬火。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 查表得： 40拉強(qiáng) 度極限 [σ B]=1100 屈服極限 [σ S ]=850彎曲疲勞極限 [σ T]=525剪切疲勞極限 [τ 1 ] = 300 轉(zhuǎn)速 n=10r/略磨損，根據(jù)能量守衡，作用在齒輪齒條上的阻力矩為 M r = m ,作用在齒輪上的軸向力為 F= 0 = 0 = ，作用在齒輪上的切向力為 F=彎曲疲勞強(qiáng)度校核 28.8 0 = 0 = r ＝Ｆ／ π r 2 ＝ 5 2 = 525 剪切疲勞強(qiáng)度校核τ 1=F/ π 42 = ３００ＭＰ a 抗拉強(qiáng)度校核 滿載時的阻力矩為 齒輪軸的最小直徑為 d=８ 此截面上的軸向抗拉強(qiáng)度為σ B＝Ｆ／π 1 100D=40。 第三章 各主要零部件強(qiáng)度的校核 動軸承的選擇 滾動軸承為深溝球軸承 6205，由文獻(xiàn) [2]表 得 862?N，1490?N， 83.0?e ， Y 。 （ 2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 222 ????? （ 對于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 0?文獻(xiàn) [2]表 得， ， 0 0 51 ?????? （ 按軸承 9310366 ????????? ???????????? ? （ ?hL h= 年 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 由于齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)， 必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達(dá)到所計算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 動軸強(qiáng)度的校核計算 根據(jù)以上工況可知： 力：322 2 2 8 0 1 0 1 8 6 6 . 630??? ? ?徑向力： 22 1 8 6 6 . 6 2 0 6 7 9 . 3? ? ? ? ? ? t g t g N 求垂直面的支反力 3 3 2 2 311 2 3() 1 8 6 6 . 6 2 8 7 6 7 9 . 3 ( 2 8 7 2 5 2 ) 3 1 4 . 62 8 7 2 5 2? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?l F l l 1 2 1 8 6 6 . 6 3 1 4 . 6 6 7 9 . 3 1 5 0 1 . 9? ? ? ? ? ? ?V r V F F N 計算垂直彎矩： 311 3 1 4 . 6 2 8 7 1 0 9 0 2 . 9 .?? ? ? ? ?a V m l N m ? ? 31 1 2 2 2( ) 3 1 4 . 6 ( 2 8 7 2 5 2 ) 6 7 9 . 3 2 5 2 1 0 3 9 6 .?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?a V n V l l F l N m 求水平面的支承力： 3 3 2 2 31 1 2 3() 9 0 . 2 9 2 8 7 3 9 . 6 2 5 2 6 6 5 . 92 8 7 2 5 2? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?l F l l 3 1 1 8 6 6 . 6 6 7 9 . 3 6 6 5 . 9 1 8 7 9 . 3 1? ? ? ? ? ? ?H t t F F N 計算、繪制水平面彎矩圖： 311 6 6 5 . 9 2 8 7 1 0 1 9 1 1 . 3 .?? ? ? ? ?a H m l N m ? ? 32 1 2 3 2( ) 1 8 7 9 . 3 1 ( 2 8 7 2 5 2 ) 9 0 2 . 9 2 5 2 1 0 2 2 0 . 8 .?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?a H n H l l F l N m 求危險截面當(dāng)量彎矩： 從圖可見， 截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) ） 2 2 2 22( ) 2 2 0 . 8 ( 0 . 6 8 6 . 1 ) 2 0 6 . 0 7 .? ? ? ? ? ? ?e a T N m '2 2 2 22( ) 1 9 1 1 . 3 ( 0 . 6 8 6 . 1 ) 2 2 6 . 5 .? ? ? ? ? ? N m 計算危險截面處軸的直徑： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 面 : ? ?33312 2 6 . 0 7 1 0 2 8 . 50 . 1 0 . 1 6 0? ??? ? ??e m 面 : ? ?' 33312 2 6 . 5 1 0 2 9 . 70 . 1 0 . 1 6 0? ??? ? ??e m 2 30? ? ?d d m m d，所以該軸是安全的。 第四章 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器中主要零件的三維建模 向盤的三維建模 向軸的三維建模 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 力缸體的三維建模 輪齒條轉(zhuǎn)向器的三維建模 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 第五章三維軟件設(shè)計總結(jié) 通過此次設(shè)計，又一次提升了運用三維軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗，總結(jié)為一下幾點。 有零件圖紙作圖與空想設(shè)計作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時先不考慮尺寸是否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時必須要考慮尺寸是否合適，由于 紙效果不好，導(dǎo)致尺寸會有出錯，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時必須通過配合后在衡量尺寸， 再進(jìn)行修改，直到滿足配合要求。 工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標(biāo)準(zhǔn)零件，但有時需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時要隨機(jī)應(yīng)變，運用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。 作三維圖時要靈活變通，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一種方法不能正常作圖時，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時也可以培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。 規(guī)則的零件，要學(xué)會使用一些能夠節(jié)省時間的命令，如鏡向，陣列等，“能省則省”。 關(guān)于裝配，曾經(jīng)帶給我很大的阻礙，花 了很多時間才弄清原因所在。在一可活動子裝配體上，即使活動范圍會產(chǎn)生干涉，也不能對其設(shè)定活動范圍，如高級配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動范圍并不影響父配體，也不可設(shè)定。因為一旦設(shè)定范圍后，在父裝配體上會將子裝配體視為完全定義 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 的模型，這樣會對子裝配體之間的配合產(chǎn)生矛盾，將不能完成裝配。 看懂圖是作圖的首要任務(wù)，看圖就是了解零件的工具，沒有工具則無法制出零件，所以畫圖不能急于下筆，想透了零件的結(jié)構(gòu)，想透圖中的虛實線，這才是高效作圖的重中之重。進(jìn)行零件建模前，一般應(yīng)進(jìn)行深入的特征分析，搞清零件是由那 幾個特征組成，明確各個特征的形狀，他們之間的相對位置和表面連接關(guān)系，然后按照特征的主次關(guān)系，按一定的順序進(jìn)行建模。一個復(fù)雜的零件，可能是許多個簡單特征經(jīng)過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時，特征的生成順序十分重要，不同的建模過程雖然可以構(gòu)造出同樣的實體零件，但其造型過程及實體的構(gòu)型結(jié)構(gòu)卻直接影響到實體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實體模型的應(yīng)用。 尤其在二維圖紙上，我們能看到的只是零件的平面圖，而內(nèi)部特征則以虛線給予表示，另外還有零件的相貫線，這表示了各個特征相交時出現(xiàn)線段。在零件的 草圖繪制過程中，必須要選好第一個草繪平面，這很關(guān)鍵，這個平面決定了往后建模的所用到的命令，簡單的說，一個圓柱可以作一個圓形然后拉伸，也可以作一個長方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都一樣，但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸，那我們就應(yīng)該選擇第二種方法為好了。由于此設(shè)計的零件都是比較規(guī)則的零件，所用到的命令大部分是拉伸命令和旋轉(zhuǎn)命令，而且很多零件都是擁有對稱關(guān)系，所以為了節(jié)省時間，提高效率，經(jīng)常會用到鏡向特征命令。 一張完整的工程圖應(yīng)具備以下 4 方面的內(nèi)容。 一組視圖：用一組視圖（其中包括視圖、剖視圖 、斷面圖、局部放大圖）正確、 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 完整、清晰地表達(dá)零件各部分的結(jié)構(gòu)形狀。 尺寸：確定零件各部分形狀的大小和位置 技術(shù)要求：表明零件在制造和檢驗是應(yīng)達(dá)到的一些要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料熱處理方式和指標(biāo)等。 標(biāo)題欄：注明零件名稱、材料、數(shù)量、圖樣比例以及圖號等內(nèi)容。 單擊【新建文件】圖標(biāo)，系統(tǒng)顯示新建 件對話框，雙擊該對話框中得裝配體選項，即可進(jìn)入裝配體工作模式。 調(diào)入第一個零件模型并放置在裝配體的原點處，即零件原點與裝配體原點重合。 調(diào)入一個與第一個零件模型有裝配關(guān) 系的零件模型。分析兩個零件之間的裝配約束關(guān)系，然后選取相應(yīng)的約束選項進(jìn)行零件操作。 調(diào)入其他與已裝配零件有裝配關(guān)系的零件模型并進(jìn)行裝配。 全部零件裝配完畢后，將裝配體模型存盤。 結(jié) 論 在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度本文所設(shè)計的是華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了 所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著 北京：電子工業(yè)出版社， 2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著 北京：高等教育出版社， 1996。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 [3]宋學(xué)義著 . 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器速查手冊 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [4]陳奎生著 . 氣與氣壓傳動 . 武漢：武漢理工大學(xué)出版社， [5]國）有限公司 . 華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器實用氣動技術(shù) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，6]徐文燦著 . 華晨寶馬齒輪齒條轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)設(shè)計 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995。 [7]曾孔庚 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [8]壽慶豐 機(jī)械設(shè)計 1999年第 3期，第 3卷。 [9]高微 ,楊中平 ,趙榮飛等 [10] 黃長藝，嚴(yán)普強(qiáng) 術(shù)基礎(chǔ) . 機(jī)械工業(yè)出版社， [11] 張桓，陳作模 高等教育出版社， [12]孫兵 ,趙斌 ,施永輝 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。 [13]馬光 ,申桂英 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 2002年。 [14]李如松 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 1994年第 4期。 [15]李明 制造技術(shù)與機(jī)床 2005年第 7期。 [16]李杜莉，武洪恩，劉志海 運動學(xué)分析 . 煤礦機(jī)械 2007年 2月 [17]成大先主編 三版） 學(xué)工業(yè)出版社， 1994。 [17]of a 致 謝 在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我 無微不至的關(guān)懷， 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識，實事求是的作風(fēng)，平易近人、寬以待