截面II-II距基准平面O?O的距离为20mm，截面III-III距离基准平面距离为18mm。由以上参数可得到以下数据：
分度圆直径d：d?mz?6?15?90mm 齿顶高h1：h1??1m?1.0?6?6mm 齿根高h2：h2??2m?1.25?6?7.5mm 齿全高h：h?h1?h2?13.5mm 径向间隙c为0.2mm
最大变位系数?max??maxtan?/m?20?tan7.5?/6?0.44 同理可得最小变位系数?min??0.39
基准齿顶圆直径D?(z?2?1)m?(15?2?1.0)?6?102mm
最大齿顶圆直径Dmax?(z?2?1?2?max)m?(15?2?2?0.44)?6?108mm 最小齿顶圆直径Dmin?(z?2?1?2?min)?6?(15?2?2?0.39)?6?97mm
πm?9.42mm 2最大齿厚（即最大齿顶圆处）
πsmax?(?2?maxtan?0)m?(3.14/2?2?0.44?tan20?)?6?11.34mm
2同理可得，最小齿厚（即最小齿顶圆处） 基准圆弧齿厚s?smin?7.72mm
从截面III-III到截面II-II处齿厚和齿高均是逐渐变化大的，而且这种变化是线性的。
(9)壳体的设计，转向器壳体的材料为HT150[17]。由于灰铸铁具有较好的耐磨性、减震性和良好的铸造性、可加工性，而且价格低廉，所以它是箱体和壳体类零件广泛采用的材料。转向器壳体属于薄壁箱体零件，尺寸比较小，结构比较复杂，其上有一些精度要求高的平面和孔系，以及较多的连接螺纹孔。
(10)渐开线花键的设计
花键的按键齿形状可分为角形花键和渐开线花键两类。在角形花键中又可分为矩形花键和三角形花键。在应用方面，渐开线花键最多，其次是矩形花键，在装卸工具上用三角形花键居多[18]。齿廓为渐开线形状的花键为渐开线花键，受载时键齿上有径向分力，能起自动定心作用，使各齿承载均匀，强度高，寿命长。加工工艺与齿轮相同，刀具比较经济，易获得较高精度和互换性。用于载荷较大、定心精度要求较高，以及尺寸较大的联接，应用最广。现行主要标准：GB/T3478.1—2008 。渐开线花键压力角为α=30o、α=37.5o、α=45o三种。渐开线花键联接时的定心方式：齿侧定心。
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表3 齿扇相关参数 模数m 整圆齿数z 6 15 齿全高h 径向间隙c 13.5mm 0.2mm 0.44 -0.39 102mm 108mm 97mm 9.42mm 11.34mm 7.72mm 法向压力角?0 切削角? 齿扇宽度 20 ?最大变位系数?max 最小变位系数?min 基准齿顶圆D 730 38mm 1.0 1.25 90mm 6mm 7.5mm ?'齿顶高系数?1 齿根高系数?2 分度圆直径d 最大齿顶圆直径Dmax 最小齿顶圆直径Dmin 基准圆弧齿厚s 齿顶高h1 齿根h2高 最大齿厚smax 最小齿厚smin 计算齿扇轴渐开线相关参数如下： 齿数z=25 模数m取为2 压力角?D取30°
分度圆直径D=mz=2?25=50mm
基圆直径Db?mzcos?D?2?25?0.866?43.3mm 外花键大径基本尺寸Dee?m(z?1)?2?(25?1)?52mm 外花键小径基本尺寸Die?m(z?1.5)?2?(25?1.5)?47mm 外花键齿根圆角半径?Fe?0.2m?0.4mm 计算螺杆轴渐开线相关参数如下： 齿数z=25 模数m取为1 压力角?D取30°
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分度圆直径D=mz=1?25=25mm
基圆直径Db?mzcos?D?1?25?0.866?21.65mm 外花键大径基本尺寸Dee?m(z?1)?1?(25?1)?26mm 外花键小径基本尺寸Die?m(z?1.5)?1?(25?1.5)?23.5mm 外花键齿根圆角半径?Fe?0.2m?0.2mm
2.4.3 零件的强度校核
（1）钢球与滚道之间的接触应力
已知接触表面硬度为HRC58~64，许用接触应力?max?2500MPa。 钢球与滚道之间的接触应力可用下式计算
F3E2(R2?r)2??K3 (2.22)
(R2r)2式中：K——系数，根据A/B值从表4中查找，A??(1/r)?(1/R2)?/2；B?(1/r)?(1/R)?/2；
R2——滚道截面半径，为4.6mm；
r——钢球半径，已知4mm； R1——螺杆外半径，已知17mm；
E——材料弹性模量，E?2.01?105MPa；
表4 K的选用规格表
A/B K A/B K 1.0 0.388 0.2 0.716 0.9 0.400 0.15 0.800 0.8 0.410 0.1 0.970 0.7 0.440 0.05 1.280 0.6 0.468 0.02 1.8 0.5 0.490 0.01 2.271 0.4 0.536 0.007 3.302 0.3 0.600 代入数据得A/B?0.10，则K=0.970
钢球与螺杆之间的正压力F3，可由下式计算：
F3?F2 （2.23）
ncos?cos?0
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式中：?——接触角，已知45?；
?0——螺杆螺线的导程角，取为8?；
n——参加工作的钢球圈数，取为2.5； F2——作用在螺杆上的轴向力。 螺杆上的轴向力F2，可由下式计算： FHmaxRhw??2?FD 2tan?0式中：FHmax——转向器最大的手力，此处取700N；
Rhw——方向盘半径，取210mm；
??——转向器正效率，为87.3%；
D——钢球中心距，已知35mm；
?0——螺杆螺线的导程角，已知为8?。
代入数据得：F2?52179N，将F2?52179N代入式（2.23）中得：将F3?29807N代入式（2.25）中得??232MPa??max，故满足要求。（2）齿的弯曲应力
齿扇通常用20CrMnTi钢制造，许用弯曲应力?Wmax?540MPa。
齿扇的弯曲应力可由下式算得：
??6FhwBs2 式中：F——作用在齿扇上的圆周力，为3267N； h——齿扇的齿高，已知13.5mm； B——齿扇的齿宽，已知38mm； s——基圆的齿厚，已知9.42mm；
代入数据得?w?78.48MPa??Wmax，故满足要求。 （3）转向摇臂轴直径的确定 转向摇臂轴的直径可由下式算得：
d?3kMR0.2? 0
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（2.24）
F3?29807N，2.25）
（2.26） （式中：k——安全系数，可取2.5~3.5，这里取3；
MR——转向阻力矩，已知2.01?106N·mm；
?0——扭转强度极限，20CrMnTi钢为300MPa。
代入数据得：d=47mm，而我们选取的转向摇臂轴的直径为52mm，大于这个最小值，故符合要求。
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