1. 研究目的与意义
随着上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革命的开始。汽车转向动力的来源由以前的人力转变人力加液压助力。从70年代起汽车兴起了齿轮齿条转向器，这种转向机构由方向盘、转向轴、万向节、转动轴、转向器、转向传动杆和转向轮等组成。方向盘操纵转向器内的齿轮传动，齿轮与齿条紧密啮合，推动齿条左移动或右移动，带动转向轮摆动，从而改变汽车行驶的方向。这种转向机构与循环球式等其它类型的转向机构比较，省略了转向摇臂和转向主拉杆，具有构件简单，传动效率高的优点。近年来，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向系统中也越来越多地采用电子器件。但目前电子转向系统由于自身成本等因素的制约，很难在价格低廉的汽车上得到普及，而且电子转向系统的安全可靠性相对较差。齿轮齿条转向器在小客车的应用越来越广泛，是一个有着广泛应用前景的产品。为了更好地提高我国家用小客车行驶安全，操纵便捷，迫切需要开发适用的小客车齿轮齿条转向器，开发适用的齿轮齿条转向器将对我国汽车零部件产业产生巨大的经济效益和社会效益，对促进我国汽车工业的发展、增强国产汽车的品牌竞争力是非常重要的。
2. 研究内容和预期目标
1.齿轮齿条式转向器布置形式的选择根据齿轮齿条式转向器和转向梯形相对前轴位置的不同，在汽车上有四种布置形式：转向器位于前轴后方，后置梯形；转向器位于前轴后方，前置梯形；转向器位于前轴前方，后置梯形；转向器位于前轴前方，前置梯形。
2.齿轮齿条啮合参数的选择齿轮齿条啮合传动时，根据小齿轮螺旋角与齿条齿倾角的大小和方向不同，可以构成不同的传动方案。在设计时，只要合理的选取这几个参数就可以获得需要的传动比。但是小齿轮的模数不能太小，否则会使齿条齿廓在啮合时啮合点离齿顶太近，齿根的弯曲应力增大，易产生崩齿。同时小齿轮的变位系数不能太大，否则会造成齿条齿顶平面与小齿轮齿根圆柱面的间隙过小，对润滑不利，而且容易造成转向器卡死的现象。
3.转向器效率的分析转向器的效率分为正效率η 与逆效率η-。齿条输出功率与转向器小齿轮轴输入功率之比称为转向器的正效率；小齿轮轴的输出功率与齿条的输入功率之比称为转向器的逆效率。转向器的正逆效率主要受转向器内摩擦功率的影响，p入=p出 p摩擦，所以当摩擦功率不变时，随着负载的增大，转向器的效率也增大。但是如果负载的方向与齿条轴线方向重合时，有可能使转向器的内摩擦功率增大，是转向器的效率下降。下面的计算认为转向器中摩擦副的摩擦因数为常数，而且作用的齿条上的力是沿齿条轴线方向的。
3. 研究的方法与步骤
转向器总成是汽车行驶系统中的重要安全部件，其质量好坏对汽车直线行驶的稳定性和操纵稳定性都有直接影响。转向器一般固定在汽车车架或车身上，是转向系统中的减速机构，它一般由1-2级传动副组成，其结构有多种形式。转向器的功用有：将转向力的放大；将方向盘的转矩变为转向摇臂的前后摆动。对转向器的要求：转向灵敏，故转向器的减速比不可太大，一般汽车转向器的减速比为12~21；有较高的传动效率；增大由方向盘传到转向节的力并改变力的传递方向，获得所要求的摆动速度和角度；有一定的可逆性，即从转向轮自动回正和传递适当路感这两个因素综合考虑。
齿轮齿条式转向器主要的特点是：结构简单、轻便，转向机构体积小，齿条本身能作传力件；齿轮齿条直接啮合，操作灵敏；转向器总成完全密封，免维护。因此齿轮齿条式转向器多用于独立悬架的汽车、轻型货车等前转向轮上。采用齿轮齿条式转向器可以使转向传动机构简化（不需要转向摇臂和转向直拉杆等），加工方便，工作可靠，使用寿命长。另外，齿轮齿条式转向器属于可逆式转向器，其正逆效率都很高，自动回正能力很强，特别适合与麦弗逊式悬架配合使用，传动比可变满足汽车低速行驶时转向轻便、高速行驶时转向灵敏的需要。
齿轮齿条式转向器的组成：转向齿轮（主动件）、转向齿条（从动件）、滚针轴承总成、螺塞、紧固转向齿轮螺母、单列向心球轴承、压块、垫片、压缩弹簧、隔套、紧固侧盖螺栓、o型橡胶密封圈、调整螺栓、侧盖o型橡胶密封圈、转向减震器总成、钢丝挡圈、转向器堵塞、缓冲块、左右环箍、衬套总成、防尘套、紧固转向减震器螺母、侧盖、壳体等。
4. 参考文献
齿轮齿条转向器的强度校核转向器有EPS与非EPS两种状态，两种状态都有相应的转向器与之匹配。要求两种状态下转向梯形结构不变，转向器使用相同的壳体，齿条行程相同（均为142mm），小齿轮花键规格相同，齿条直径以及齿条螺纹部分相同，唯一不同的是齿轮与齿条的参数。
5. 计划与进度安排
第1周完成英文翻译
第2周阅读任务书，查阅课题相关的文献资料，完成开题报告
第3周参观各类小客车齿轮齿条转向器，进行设计前的分析
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