東風(fēng)輕型貨車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、，士B工器學(xué)演 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名 鄭蕊 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級(jí) 車輛07—6班 指導(dǎo)教師姓名 姚佳巖 職稱 副教授 從事專業(yè) 車輛工程 是否外聘 口是■否 題目名稱 東風(fēng)輕型貨車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) 、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 作為汽車的一個(gè)重要組成部分，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是決定汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成，如何設(shè) 計(jì)汽車的轉(zhuǎn)向特性，使汽車具有良好的操縱性能，始終是各汽車生產(chǎn)廠家和科研機(jī)構(gòu)的重要研 究課題。特別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，針對(duì)更多不同水平的駕 駛?cè)巳海嚨牟倏v設(shè)計(jì)顯得尤為重要。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了純機(jī)

2、械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3個(gè)基本發(fā)展階段。1）純機(jī)械式車t向系統(tǒng)，由于采用純粹的機(jī)械解決方 案，為了產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)向扭矩需要使用大直徑的轉(zhuǎn)向盤，這樣一來(lái)，占用駕駛室的空間很大， 整個(gè)機(jī)構(gòu)顯得比較笨拙，駕駛員負(fù)擔(dān)較重，特別是重型汽車由于轉(zhuǎn)向阻力較大，單純靠駕駛員的 轉(zhuǎn)向力很難實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，這就大大限制了其使用范圍。但因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉，目前在一部分轉(zhuǎn)向操縱力不大、對(duì)操控性能要求不高的微型轎車、農(nóng)用車上仍有使用。2）液壓助力轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)，1953年通用汽車公司首次使用了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，此后該技術(shù)迅速發(fā)展，使得動(dòng)力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在體積、功率消耗和價(jià)格等方面都

3、取得了很大的進(jìn)步。80年代后期，又出現(xiàn)了變減速 比的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在接下來(lái)白數(shù)年內(nèi)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)革新差不多都是基于液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng),比較有代表性的是變流量泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（VariableDisplacementPowerSteering Pump）和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向（ElectricHydraulicPowerSteering,簡(jiǎn)稱EHPS）系統(tǒng)。變流量 泵助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車處于比較高的行駛速度或者不需要轉(zhuǎn)向的情況下，泵的流量會(huì)相應(yīng)地減 少，從而有利于減少不必要的功耗。電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系QQ1537693694系統(tǒng)采用 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向泵，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速可調(diào)，可以

4、即時(shí)關(guān)閉，所以也能夠起到降低功耗的功效。液 壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使駕駛室變得寬敞，布置更方便，降低了轉(zhuǎn)向操縱力，也使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更為靈敏。由于該類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成熟、能提供大的轉(zhuǎn)向操縱助力，目前在部分乘用車、大部分商用車特別是重型車輛上廣泛應(yīng)用。但是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在系統(tǒng)布置、安裝、密封性、操縱靈敏度、能量消耗、磨損與噪聲等方面存在不足。3）汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）,EPS在日本最先獲得實(shí)際應(yīng) 用，1988年日本鈴木公司首次開(kāi)發(fā)出一種全新的電子控制式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并裝在其生產(chǎn) 的Cervo車上，隨后又配備在Alto上。此后，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)得到迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍已 經(jīng)從微型轎車向大型轎

5、車和客車方向發(fā)展。日本的大發(fā)汽車公司、三菱汽車公司、本田汽車公司， 美國(guó)的Delphi公司，英國(guó)的Lucas公司，德國(guó)的ZF公司，都研制出了各自的EPSEPS的助 力形式也從低速范圍助力型向全速范圍助力型發(fā)展，并且其控制形式與功能也進(jìn)一步加強(qiáng)。日本 早期開(kāi)發(fā)的EPS僅低速和停車日^提供助力,高速時(shí)EPS將停止工作。新一代的EPS則不僅在低速和停車時(shí)提供助力，而且還能在高速時(shí)提高汽車的操縱穩(wěn)定性。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，EPS技 術(shù)日趨完善，并且其成本大幅度降低，為此其應(yīng)用范圍將越來(lái)越大。4)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，線控轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)(SteeringbyWire-SBW)是更新一代的汽車電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng),

6、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與上述各類轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)的根本區(qū)別就是取消了轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接。該系統(tǒng)具有兩個(gè)電機(jī)：路感電機(jī)和 驅(qū)動(dòng)電機(jī)。路感電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向柱上，控制器根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向工況控制路感電機(jī)產(chǎn)生合適的轉(zhuǎn)矩， 向駕駛員提供模擬路面信息。驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在齒條上，汽車的轉(zhuǎn)向阻力完全由驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)克服， 轉(zhuǎn)向盤只是作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)轉(zhuǎn)角信號(hào)輸入裝置。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠提高汽車被動(dòng)安全性，有 利于汽車設(shè)計(jì)制造，并能大大提高汽車的乘坐舒適性。但是由于轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱之間無(wú)機(jī)械連接，生成讓駕駛員能夠感知汽車實(shí)際行駛狀態(tài)和路面狀況的“路感”比較困難；且電子器件的可 靠性難以保證。所以線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前處于研究階段，

7、只配備在一些概念汽車上。汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，技術(shù)日趨完善。今后，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將進(jìn)一步 成熟，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將成為我們需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系QQ1537693694研究的努力方向。 純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉，目前在一部分轉(zhuǎn)向操縱力不大、對(duì)操控 性能要求不高的微型轎車、農(nóng)用車上仍有使用；液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成熟、能提供大的轉(zhuǎn)向操 縱助力，在重型車輛上廣泛應(yīng)用；EPS以其特有的優(yōu)越性而得到青睞，它代表著未來(lái)動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展方向，EPS將作為標(biāo)準(zhǔn)配置裝備到汽車上，未來(lái)一段時(shí)間在動(dòng)力轉(zhuǎn)向領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo) 地位；而SBW由于有利于提高汽車被動(dòng)安全性

8、、有利于汽車設(shè)計(jì)制造、有利于提高汽車乘坐舒適性和汽車操控用I定性等原因，將成為動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。 汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能是汽車的主要性能之一，直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性，它對(duì)于確保 車輛的安全行駛、減少交通事故以及保護(hù)駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要的 作用。如何合理地設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使汽車具有良好的操作性能，始終是設(shè)計(jì)人員的重要研究課題。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中選擇的是機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，選擇的是能將滑動(dòng)摩擦通過(guò)鋼球轉(zhuǎn)變成滾動(dòng)摩擦的 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。 二、設(shè)計(jì)(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容： 本設(shè)計(jì)的題目是輕型貨車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)。以循環(huán)球式轉(zhuǎn)向

9、器的設(shè)計(jì)為中心，一是汽車總體構(gòu)架參 數(shù)對(duì)汽車轉(zhuǎn)向的影響；二是機(jī)械轉(zhuǎn)式向器的選擇；三是轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇；四是梯形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此本設(shè)計(jì)在考慮上述要求和因素的基礎(chǔ)上需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系QQ1537693694研究利用轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn) 帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)帶動(dòng)蝸桿軸旋轉(zhuǎn)，蝸桿軸與扇形齒輪嚙合，通過(guò)安裝在扇形軸上的轉(zhuǎn)向臂 向轉(zhuǎn)向拉桿機(jī)構(gòu)傳遞操作力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 (1)汽車轉(zhuǎn)向系方案的設(shè)計(jì) (2)汽車轉(zhuǎn)向器方案的設(shè)計(jì) (3)汽車轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) (4)汽車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)計(jì)算 (5)用CAD畫裝配圖和零件圖，合計(jì)3張零號(hào)圖 擬解決的主要問(wèn)題： 此次設(shè)計(jì)針對(duì)的是與非獨(dú)立懸架相匹配的整體式兩輪

10、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。在輕型貨車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主 要是對(duì)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)，因此，利用相關(guān)汽車設(shè)計(jì)和連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，首先對(duì)汽車總 體參數(shù)進(jìn)行確定，在此基礎(chǔ)上，對(duì)轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行選擇，接著再對(duì)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) (主要是轉(zhuǎn)向梯形)進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后，利用軟件AUTOCAD完成其設(shè)計(jì)圖紙。 轉(zhuǎn)向器在設(shè)計(jì)中選用的是循環(huán)球式齒條齒扇轉(zhuǎn)向器，在對(duì)轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)中，包括了螺桿一鋼球一 螺母?jìng)鲃?dòng)副的設(shè)計(jì)和齒條一齒扇傳動(dòng)副的設(shè)計(jì)，前者是基于參照同類汽車，確定出鋼球中心距，設(shè)計(jì) 出一系列的尺寸，而后者則是根據(jù)汽車前軸的載荷來(lái)確定出齒扇模數(shù)，再由此設(shè)計(jì)出所有參數(shù)的。 轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)選用的是整體式

11、轉(zhuǎn)向梯形，在設(shè)計(jì)中借鑒同類汽車轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)尺寸對(duì)轉(zhuǎn)向梯形進(jìn)行尺寸初選。再通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向內(nèi)輪實(shí)際達(dá)到的最大偏轉(zhuǎn)角時(shí)與轉(zhuǎn)向外輪理想最大偏轉(zhuǎn)角度的差值的檢驗(yàn)，和作為一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)對(duì)其最小傳動(dòng)角的檢驗(yàn)，來(lái)判定轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)是否符合基本要求。 、技術(shù)路線（研究方法） 完成說(shuō)明書的編寫 四、進(jìn)度安排 (1)收集資料，調(diào)研，撰寫開(kāi)題報(bào)告 (2)周四交開(kāi)題報(bào)告，實(shí)習(xí)了解轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的

12、構(gòu)造 第二周 (3)完成各參數(shù)的設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核工作，至少應(yīng)有裝配圖的草圖 第三周-第七周 (4)中期檢查，畫裝配圖和零件圖 第八周 (5)畫裝配圖和零件圖，編寫說(shuō)明書 第九周-IH- (6)交畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書和裝配圖、零件圖，修改 釬二周 (7)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師審核 第十三周 (8)畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 第十四周 (9)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱或預(yù)審 釬五周 (10)畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 第十六周 (11)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 第十七周 五、參考文獻(xiàn) [1]劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001 [2]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：人民交通大學(xué)出版社，200

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