循环球式转向器的设计讲解

2.4 主要尺寸参数的选择

长安福特福克斯2.0满载前轴载荷为51%Mg，再根据表（2-2）选择齿扇模数为4.5。在确定齿扇模数后，转向器其他参数根据表（2-1）和表（2-3）进行选取。

表2-1 循环球转向器的主要参数

参数数值

齿扇模数/mm 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 6.5 摇臂轴直径/mm 22 26 30 32 32 38 42 钢球中心距/mm 20 23 25 28 30 35 40 螺杆外径/mm 20 23 25 28 29 34 38 钢球直径/mm 5.556 6.350 6.350 7.144 8.000 螺距/mm 7.938 8.731 9.525 10.000 11.000 工作圈数 1.5 2.5 2.5

环流行数 2

齿扇齿数 5 5

齿扇整圆齿数12

13

18

14

15

齿扇压力角22°30′

27°30′

切削角6°30′6°30′7°30′

齿扇宽/mm 22

25

25

27

25

28

30 28-32

34

38

35

38

表2-2各类汽车循环球转向器的齿扇齿模数

齿扇齿模数

m／mm

3.0 3.5 4．O

4.5 5．O 6.0 6.5

轿车发动机

排量／

ml

500

1000

～

1800

1600

～

2000

2000 2000

前轴负

荷/N

3500

～

3800

4700

～

7350

7000

～

9000

8300

～

11000

10000

～

11000

货车和大客车前轴负

荷／N

3000

～

5000

4500

～

7500

5500

～

18500

7000

～

19500

9000

～

24000

17000

～

37000

23000

～

44000

最大装

载／kg

350 1000 2500 2700 3500 6000 8000 表2-3 循环球式转向器的部分参数

模数m 螺杆外

径

螺纹升程

螺母长

度

钢球直径

齿扇压

力角

齿扇切

削角

摇臂

轴外

径

3.0 20 7.938 40 5.556 22 30′

6 30′

7 30′

22

3.5 23 8.731 45 5.556 22 30′

6 30′

7 30′

26

4.0 25 9.525 48 6.350 22 30′

6 30′

7 30′

20

4.5 28 9.525 58 7.144 22 30′

6 30′

7 30′

32

5.0 29 10.319 62 7.144 22 30′

6 30′

7 30′

35 根据所选择的齿扇模数，根据表（2-1）和表（2-3）选取对应的参数为：

钢球直径：7.144mm 螺距：9.525mm 工作圈数：1.5 螺杆外径：28mm 环流行数：2 螺母长度：58mm 齿扇齿数：5 齿扇压力角：22

30′ 切削角：6

30′ 齿扇宽：30mm

2.4.1 螺杆、钢球、螺母传动副设计

（1） 钢球中心距D 螺杆外径1D 螺母内径2D 尺寸D 、1D 、2D 如图（2-6）所示[]7

图2-6 螺杆 钢球 螺母传动副

在保证足够的强度条件下，尽可能将D 值取小些。选取D 值的规律是随着扇齿模数的增大，钢球中心距D 也相应增加，设计时先参考同类型汽车的参数进行初选，经强度验算后，再进行修正

[]

8。

螺杆外径D1通常在20～38mm 范围内变化，设计时应根据转向轴负荷的不同来选定，螺母内径2D 应大于1D ，一般要求D D D %)10~%5(12=-根据（表2-1）：得D=28mm

D1=28mm 8.30%1012=+=D D D mm

（2） 钢球直径d 及数量n

钢球直径应符合国家标准，一般常在6～9mm 范围内，根据（表2-1）。取d=7.144 mm 。 每个环路中的钢球数可用下式计算：

d

DW

d DW n παπ≈

=

0cos （2-12）

式中，D 为钢球中心距；W 为一个环路中的钢球工作圈数；n 为不包括环流导管中的钢球数

[]

9；0α为螺线导程角，常取0α=5°～8°，则1cos 0=α；代入数值解得n=19。 （3） 滚道截面

当螺杆和螺母各由两条圆弧组成，形成四段圆弧滚道截面时，见图2-7，钢球和滚道又四

点接触，传动时轴向间隙最小，可满足转向盘自由行程小的要求。

图中滚道与钢球之间的间隙，除用来贮存润滑油之外，还能贮存磨损杂质。为了减小摩擦，螺杆和螺母沟槽的半径2R 应大于钢球半径2/d ，一般取d R )53.051.0(2-=。在此我们取滚道半径为3.643mm ,符合相应的要求。