附录1 开题报告
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
2010年中国汽车销售规模将超过一千万辆。在汽车行业市场规模高速
增长的情况下，作为汽车工业的核心配套行业，中国转向器行业面临着重要
的机遇。循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要
的两种转向器；而蜗轮、蜗杆式转向器和蜗杆销式转向器，正在逐步被淘汰
或保留较小的地位。在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发
展循环球式转向器；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器[1][2]。
由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用（包括小客车、
小型货车或客货两用车）得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转
向器为主要结构。目前解放、东风已在第二代换型车上普遍采用了循环球式
转向器[3][4]。
国内外现有曲柄球销式、曲柄
叉式及齿扇齿条式三种结构的循环
球式转向器，其中齿扇齿条式能更
好的满足使用及工艺上的要求，它
在循环球式转向器中已占主导地位
[5][6]。
循环球式转向器发展的技术原
因是：
（1）布置灵活—循环球式转向
器本身是独立于转向系的部件， 图1 HFC1032型循环球转向器
布置不受约束；
（2）操作平稳—循环球式转向器是通过滚珠的滚动摩擦工作，因此运
转平滑；
（3）转向轻—循环球式转向器易于实现变传动比（低速大转弯时传动
比大，可减小操舵力）；
（4）强度和耐久性高—循环球式转向器主要是通过滚珠的滚动传递转
向力，因此其耐久性高，它的各个部件可设计成等强度，故它的可靠性好；
（5）刚性得到解决—汽车高速时，转向系要有高的刚性才能保证有好
的操纵稳定性。为了使循环球式转向器的刚性能提高到和齿轮齿条式转向器
一样，曾做过很多的努力，例如提高齿条和齿轮的啮合间隙，设计上应保证
防止螺母歪斜，以及改进摇臂轴支撑轴承的布置等；
（6）反冲力小—汽车在不平路面上行驶时，路面的冲击力将传到方向
盘上，而循环球式转向器的反冲力小[7][8][9]。
对于我国汽车转向器行业，当前最重要的发展应和国外汽车转向器的发
展趋势一样，应由发展变速比循环球转向器转变为发展动力转向器。汽车只
有装备了动力转向器以后，才能最终解决转向操纵的轻便性和灵敏性。一般
来说，货车应以发展整体式循环球动力转向器为主，轿车应以发展整体式齿
轮齿条动力转向器为主。本文的研究意义在于有利于我国循环球式转向器结
构的改进发展，以及工艺水平的提高[10]-[13]。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题
主要研究的是HFC1032型循环球转向器的设计，具体内容分为以下几
点：
1. 1032型循环球转向器的方案设计与性能参数设计计算；
2．主要外购件的选型；
3．1032型循环球转向器结构设计；
4．绘制装配图、主要零件图；
5．编制工艺卡片。
要解决的主要问题是：
1．螺杆、钢球和螺母传动副的设计；
2．齿条、齿扇传动副的设计；
3．零件强度计算；
4．工艺卡片的编制。
三、研究步骤、方法及措施
主要是通过图书馆以及互联网资源寻找有关的资料，电子书籍，电子报
刊、期刊等等，了解一些有关循环球式转向器的先进技术理论。然后阅读大
量相关文献资料,包括汽车设计、汽车构造、制造工艺学方面的书籍和报刊，
以进一步了解汽车转向器，然后进行系统设计[14][13]。
1．进行方案及结构设计；
2．参阅参考资料及书籍进行理论计算；
3．用AUTOCAD软件及手工绘制图纸；
4．整理设计说明书。
四、研究工作进度
第1~4周：调查研究，收集资料，翻译外文资料，完成开题报告；
第5~8周：1032型循环球转向器的方案设计、性能参数设计计算，主
要外购件的选型，1032型循环球转向器结构设计；
第9~12周：装配图绘制，主要零件图绘制；
第13~16周：编制工艺卡片，整理设计说明书。
五、主要参考文献
[1] 最新汽车设计实用手册.哈尔滨：黑龙江人民出版社，2005
[2] 齐志鹏.汽车悬架和转向系统的结构原理与检修.北京：人民邮电出
版社，2002.5
[3] 邱峰.汽车转向系统的发展趋势与关键技术.轻型汽车技术.2001，5
[4] Kawabe, T., Optimal Simultaneous Design of Structure and
Robust Controller for Car Steering Systems，2002
[5] 张玉莹.循环球式转向器设计的几个问题
[6] 王望予.汽车设计.北京：机械工业出版社，2004
[7] 严冰.日本NSK循环球式转向器的设计资料
[8] 毕大宁.略论我国汽车转向器生产发展之路.汽车与配件.1995，19：
5-6
[9] 过学迅，邓亚东.汽车设计.北京：人民交通出版社，2005，8
[10] 王玉梅，刘亚梅，王立威，岳静.微型汽车循环球式转向器齿扇设
计参数分析.长春工业大学学报（自然科学版），2005，6：145-147
[11] 彭彦宏，李东，刘喜民.微型汽车循环球转向器项目的技术经济分
析
[12] Choi, H-R ;Choe, G-H，A Multiobjective Parametric
Optimization for Passenger-Car Steering Actuator，2010
[13] 孙晓伟，王秀.变传动比循环球转向器的啮合原理.吉林工业大学
学报.1993，69
[14] 刘惠.循环球式转向器的加工与检测.工艺与工艺装备
[15] 孙晓伟.可变传动比循环球转向器齿扇加工方法的理论研究.吉林
工业大学硕士学位论文.1990
附录2 文献综述
一、课题国内外现状
2010年中国汽车销售规模将超过一千万辆。在汽车行业市场规模高速增长的情况下，作为汽车工业的核心配套行业，中国转向器行业面临着重要的机遇。循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮、蜗杆式转向器和蜗杆销式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器[1][2]。
由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用（包括小客车、小型货车或客货两用车）得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。目前解放、东风已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器。
国内外现有曲柄球销式、曲柄
齿条式三种结构的循环球式转向
齿条式能更好的满足使用及工艺上
循环球式转向器种已占主导地位[3]。
循环球式转向器发展的技术原
（1）布置灵活—循环球式转向
立于转向系的部件， 图1
球转向器 叉式及齿扇器，其中齿扇的要求，它在因是： 器本身是独HFC1032型循环
布置不受约束；
（2）操作平稳—循环球式转向器是通过滚珠的滚动摩擦工作，因此运转平滑；
（3）转向轻—循环球式转向器易于实现变传动比（低速大转弯时传动比大，可减小操舵力）；
（4）强度和耐久性高—循环球式转向器主要是通过滚珠的滚动传递转向力，因此其耐久性高，它的各个部件可设计成等强度，故它的可靠性好；
（5）刚性得到解决—汽车高速时，转向系要有高的刚性才能保证有好的操纵稳定性。为了使循环球式转向器的刚性能提高到和齿轮齿条式转向器一样，曾做过很多的努力，例如提高齿条和齿轮的啮合间隙，设计上应保证防止螺母歪斜，以及改进摇臂轴支撑轴承的布置等；
（6）反冲力小—汽车在不平路面上行驶时，路面的冲击力将传到方向盘上，而循环球式转向器的反冲力小[4][5]。
二、研究主要成果
对于机械式转向机构不断提高转向器的传动效率已经成为产品竞争的重要方面，它对轻向轻便性影响极大。美国桑吉诺（Saginaw）厂声称其循环球式转向器正传动效率可达80%-90%。德国ZF公司的资料说，它生产的循环球式转向器的正传动效率为
80%，日本光
泽株式会社的资料表明，该厂循环球式转向器实测正效率为75%-80%[4][5]。
现在国外变速比转向器（循环球式或齿轮齿条式）正进入完全成熟的阶段，可以看出它是解决汽车轻向轻便性的一个最廉价而有效地措施。因为我们知道要想减小转向时的操舵力，提高传动效率和提高传动比效率是相同的，但传动效率每提高百分之二、三，在结构和工艺上都要付出巨大的努力，然而若使两端的传动比高出中间位置百分之二十，或者百分之五十，都是比较容易办到的，而部件的制造成本增加甚少
三、发展趋势
循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮、蜗杆式转向器和蜗杆销式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器，；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器。
由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用（包括小客车、小型货车或客货两用车）得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。目前解放、东风也都在积极发展循环球式转向器，并已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器
[8][6][7]。 。
随着微型汽车工业的发展，国内已有十几家专业厂生产微型汽车循环球式转向器[9]。 我国的循环球式转向器还须不断发展和创新以及引进国外技术才能面对国内和国外汽车转向器市场的激烈竞争。从生产能力上距国内市场需要有较大差距，还需大力扩大生产能力才行[13]。
目前，国产微型汽车都采用循环球式转向器，而国内生产这种转向部件的厂家只有几家，随着微型汽车的发展，这种转向器还需要大量投资生产
四、存在问题
循环球机械转向器的生产能力虽大，但多为老式汽车循环球转向器结构，结构落后，继续改进发展，要用变速比循环球机械转向器取代老产品。再加是工艺水平落后，急需更换旧设备投资新设备提高生产能力，所以差距仍很大。我国的循环球动力转向器的设计还须不断发展和创新以及引进国外技术才能面对国内和国外汽车转向器市场的激烈竞争。
五、主要参考文献
[1] 邱峰.汽车转向系统的发展趋势与关键技术.轻型汽车技术.2001，5
[2] 张玉莹.循环球式转向器设计的几个问题
[3] 陈家瑞.汽车构造（下册）.北京：机械工业出版社，2007
[4] Kawabe, T.， Optimal Simultaneous Design of Structure and Robust Controller for Car Steering Systems，2002
[5] Baharom, M B ;Hussain, K ;Day, A J，Design concepts and analysis of a semi-active steering system for a passenger car，2009
[6] 齐志鹏.汽车悬架和转向系统的结构原理与检修.北京：人民邮电出版社，2002.5 [15][14]。
[7] Choi, H-R ;Choe, G-H， A Multiobjective Parametric Optimization for Passenger-Car Steering Actuator，2010
[8] 2009-2013年中国汽车转向机行业研究报告
[9] 王玉梅，刘亚梅，王立威，岳静.微型汽车循环球式转向器齿扇设计参数分析.长春工业大学学报（自然科学版）.2005，6
[10] 日本NSK循环球式转向器的设计资料
[11] 王望予.汽车设计.北京：机械工业出版社，2004
[12] 最新汽车设计实用手册.哈尔滨：黑龙江人民出版社，2005
[13] 过学迅，邓亚东.汽车设计.北京：人民交通出版社，2005，8
[14] 彭彦宏，李东平，刘喜民.微型汽车循环球转向器项目的技术经济分析
[15] 毕大宁.略论我国汽车转向器生产发展之路.汽车与配件.1995-19
附录1 开题报告
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
2010年中国汽车销售规模将超过一千万辆。在汽车行业市场规模高速
增长的情况下，作为汽车工业的核心配套行业，中国转向器行业面临着重要
的机遇。循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要
的两种转向器；而蜗轮、蜗杆式转向器和蜗杆销式转向器，正在逐步被淘汰
或保留较小的地位。在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发
展循环球式转向器；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器[1][2]。
由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用（包括小客车、
小型货车或客货两用车）得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转
向器为主要结构。目前解放、东风已在第二代换型车上普遍采用了循环球式
转向器[3][4]。
国内外现有曲柄球销式、曲柄
叉式及齿扇齿条式三种结构的循环
球式转向器，其中齿扇齿条式能更
好的满足使用及工艺上的要求，它
在循环球式转向器中已占主导地位
[5][6]。
循环球式转向器发展的技术原
因是：
（1）布置灵活—循环球式转向
器本身是独立于转向系的部件， 图1 HFC1032型循环球转向器
布置不受约束；
（2）操作平稳—循环球式转向器是通过滚珠的滚动摩擦工作，因此运
转平滑；
（3）转向轻—循环球式转向器易于实现变传动比（低速大转弯时传动
比大，可减小操舵力）；
（4）强度和耐久性高—循环球式转向器主要是通过滚珠的滚动传递转
向力，因此其耐久性高，它的各个部件可设计成等强度，故它的可靠性好；
（5）刚性得到解决—汽车高速时，转向系要有高的刚性才能保证有好
的操纵稳定性。为了使循环球式转向器的刚性能提高到和齿轮齿条式转向器
一样，曾做过很多的努力，例如提高齿条和齿轮的啮合间隙，设计上应保证
防止螺母歪斜，以及改进摇臂轴支撑轴承的布置等；
（6）反冲力小—汽车在不平路面上行驶时，路面的冲击力将传到方向
盘上，而循环球式转向器的反冲力小[7][8][9]。
对于我国汽车转向器行业，当前最重要的发展应和国外汽车转向器的发
展趋势一样，应由发展变速比循环球转向器转变为发展动力转向器。汽车只
有装备了动力转向器以后，才能最终解决转向操纵的轻便性和灵敏性。一般
来说，货车应以发展整体式循环球动力转向器为主，轿车应以发展整体式齿
轮齿条动力转向器为主。本文的研究意义在于有利于我国循环球式转向器结
构的改进发展，以及工艺水平的提高[10]-[13]。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题
主要研究的是HFC1032型循环球转向器的设计，具体内容分为以下几
点：
1. 1032型循环球转向器的方案设计与性能参数设计计算；
2．主要外购件的选型；
3．1032型循环球转向器结构设计；
4．绘制装配图、主要零件图；
5．编制工艺卡片。
要解决的主要问题是：
1．螺杆、钢球和螺母传动副的设计；
2．齿条、齿扇传动副的设计；
3．零件强度计算；
4．工艺卡片的编制。
三、研究步骤、方法及措施
主要是通过图书馆以及互联网资源寻找有关的资料，电子书籍，电子报
刊、期刊等等，了解一些有关循环球式转向器的先进技术理论。然后阅读大
量相关文献资料,包括汽车设计、汽车构造、制造工艺学方面的书籍和报刊，
以进一步了解汽车转向器，然后进行系统设计[14][13]。
1．进行方案及结构设计；
2．参阅参考资料及书籍进行理论计算；
3．用AUTOCAD软件及手工绘制图纸；
4．整理设计说明书。
四、研究工作进度
第1~4周：调查研究，收集资料，翻译外文资料，完成开题报告；
第5~8周：1032型循环球转向器的方案设计、性能参数设计计算，主
要外购件的选型，1032型循环球转向器结构设计；
第9~12周：装配图绘制，主要零件图绘制；
第13~16周：编制工艺卡片，整理设计说明书。
五、主要参考文献
[1] 最新汽车设计实用手册.哈尔滨：黑龙江人民出版社，2005
[2] 齐志鹏.汽车悬架和转向系统的结构原理与检修.北京：人民邮电出
版社，2002.5
[3] 邱峰.汽车转向系统的发展趋势与关键技术.轻型汽车技术.2001，5
[4] Kawabe, T., Optimal Simultaneous Design of Structure and
Robust Controller for Car Steering Systems，2002
[5] 张玉莹.循环球式转向器设计的几个问题
[6] 王望予.汽车设计.北京：机械工业出版社，2004
[7] 严冰.日本NSK循环球式转向器的设计资料
[8] 毕大宁.略论我国汽车转向器生产发展之路.汽车与配件.1995，19：
5-6
[9] 过学迅，邓亚东.汽车设计.北京：人民交通出版社，2005，8
[10] 王玉梅，刘亚梅，王立威，岳静.微型汽车循环球式转向器齿扇设
计参数分析.长春工业大学学报（自然科学版），2005，6：145-147
[11] 彭彦宏，李东，刘喜民.微型汽车循环球转向器项目的技术经济分
析
[12] Choi, H-R ;Choe, G-H，A Multiobjective Parametric
Optimization for Passenger-Car Steering Actuator，2010
[13] 孙晓伟，王秀.变传动比循环球转向器的啮合原理.吉林工业大学
学报.1993，69
[14] 刘惠.循环球式转向器的加工与检测.工艺与工艺装备
[15] 孙晓伟.可变传动比循环球转向器齿扇加工方法的理论研究.吉林
工业大学硕士学位论文.1990
附录2 文献综述
一、课题国内外现状
2010年中国汽车销售规模将超过一千万辆。在汽车行业市场规模高速增长的情况下，作为汽车工业的核心配套行业，中国转向器行业面临着重要的机遇。循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮、蜗杆式转向器和蜗杆销式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器[1][2]。
由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用（包括小客车、小型货车或客货两用车）得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。目前解放、东风已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器。
国内外现有曲柄球销式、曲柄
齿条式三种结构的循环球式转向
齿条式能更好的满足使用及工艺上
循环球式转向器种已占主导地位[3]。
循环球式转向器发展的技术原
（1）布置灵活—循环球式转向
立于转向系的部件， 图1
球转向器 叉式及齿扇器，其中齿扇的要求，它在因是： 器本身是独HFC1032型循环
布置不受约束；
（2）操作平稳—循环球式转向器是通过滚珠的滚动摩擦工作，因此运转平滑；
（3）转向轻—循环球式转向器易于实现变传动比（低速大转弯时传动比大，可减小操舵力）；
（4）强度和耐久性高—循环球式转向器主要是通过滚珠的滚动传递转向力，因此其耐久性高，它的各个部件可设计成等强度，故它的可靠性好；
（5）刚性得到解决—汽车高速时，转向系要有高的刚性才能保证有好的操纵稳定性。为了使循环球式转向器的刚性能提高到和齿轮齿条式转向器一样，曾做过很多的努力，例如提高齿条和齿轮的啮合间隙，设计上应保证防止螺母歪斜，以及改进摇臂轴支撑轴承的布置等；
（6）反冲力小—汽车在不平路面上行驶时，路面的冲击力将传到方向盘上，而循环球式转向器的反冲力小[4][5]。
二、研究主要成果
对于机械式转向机构不断提高转向器的传动效率已经成为产品竞争的重要方面，它对轻向轻便性影响极大。美国桑吉诺（Saginaw）厂声称其循环球式转向器正传动效率可达80%-90%。德国ZF公司的资料说，它生产的循环球式转向器的正传动效率为
80%，日本光
泽株式会社的资料表明，该厂循环球式转向器实测正效率为75%-80%[4][5]。
现在国外变速比转向器（循环球式或齿轮齿条式）正进入完全成熟的阶段，可以看出它是解决汽车轻向轻便性的一个最廉价而有效地措施。因为我们知道要想减小转向时的操舵力，提高传动效率和提高传动比效率是相同的，但传动效率每提高百分之二、三，在结构和工艺上都要付出巨大的努力，然而若使两端的传动比高出中间位置百分之二十，或者百分之五十，都是比较容易办到的，而部件的制造成本增加甚少
三、发展趋势
循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮、蜗杆式转向器和蜗杆销式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器，；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器。
由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用（包括小客车、小型货车或客货两用车）得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。目前解放、东风也都在积极发展循环球式转向器，并已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器
[8][6][7]。 。
随着微型汽车工业的发展，国内已有十几家专业厂生产微型汽车循环球式转向器[9]。 我国的循环球式转向器还须不断发展和创新以及引进国外技术才能面对国内和国外汽车转向器市场的激烈竞争。从生产能力上距国内市场需要有较大差距，还需大力扩大生产能力才行[13]。
目前，国产微型汽车都采用循环球式转向器，而国内生产这种转向部件的厂家只有几家，随着微型汽车的发展，这种转向器还需要大量投资生产
四、存在问题
循环球机械转向器的生产能力虽大，但多为老式汽车循环球转向器结构，结构落后，继续改进发展，要用变速比循环球机械转向器取代老产品。再加是工艺水平落后，急需更换旧设备投资新设备提高生产能力，所以差距仍很大。我国的循环球动力转向器的设计还须不断发展和创新以及引进国外技术才能面对国内和国外汽车转向器市场的激烈竞争。
五、主要参考文献
[1] 邱峰.汽车转向系统的发展趋势与关键技术.轻型汽车技术.2001，5
[2] 张玉莹.循环球式转向器设计的几个问题
[3] 陈家瑞.汽车构造（下册）.北京：机械工业出版社，2007
[4] Kawabe, T.， Optimal Simultaneous Design of Structure and Robust Controller for Car Steering Systems，2002
[5] Baharom, M B ;Hussain, K ;Day, A J，Design concepts and analysis of a semi-active steering system for a passenger car，2009
[6] 齐志鹏.汽车悬架和转向系统的结构原理与检修.北京：人民邮电出版社，2002.5 [15][14]。
[7] Choi, H-R ;Choe, G-H， A Multiobjective Parametric Optimization for Passenger-Car Steering Actuator，2010
[8] 2009-2013年中国汽车转向机行业研究报告
[9] 王玉梅，刘亚梅，王立威，岳静.微型汽车循环球式转向器齿扇设计参数分析.长春工业大学学报（自然科学版）.2005，6
[10] 日本NSK循环球式转向器的设计资料
[11] 王望予.汽车设计.北京：机械工业出版社，2004
[12] 最新汽车设计实用手册.哈尔滨：黑龙江人民出版社，2005
[13] 过学迅，邓亚东.汽车设计.北京：人民交通出版社，2005，8
[14] 彭彦宏，李东平，刘喜民.微型汽车循环球转向器项目的技术经济分析
[15] 毕大宁.略论我国汽车转向器生产发展之路.汽车与配件.1995-19