夏利N3+兩廂轎車液壓動力轉向器設計【7張cad圖紙+文檔全套資料】

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SY-025-BY-1 畢業(yè)設計（論文）題目審定表 指導教師姓名 王慧文 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 否 題目名稱 夏利N3兩廂轎車液壓動力轉向器設計 課題適用專業(yè) 車輛工程 課題類型 Z 課題簡介：（主要內容、意義、現(xiàn)有條件、預期成果及表現(xiàn)形式。） 一、 主要內容 1、查閱國內外液壓動力轉向器技術相關文獻，進行總結分析，確立設計方案，并分析各設計方案的優(yōu)缺點。2、液壓動力轉向器總體設計計算。3、液壓部分計算。4、應用AutoCAD軟件繪制二維視圖。5、完成設計說明書的撰寫。 二、選題意義 轎車轉向器機構涉及整車的操縱性、穩(wěn)定性和安全性，它的質量也反映了車輛的質量，是直接關系到車輛性能的關鍵部件。從上世紀四十年代起，為減輕駕駛員體力負擔，在機械轉向系統(tǒng)基礎上增加了液壓動力系統(tǒng)HPS(hydraulic power steering)，它是建立在機械系統(tǒng)的基礎之上的，額外增加了一個液壓系統(tǒng)。它具有工作無噪聲，靈觸度高體積小，能夠吸收來自不平路面的沖擊力，在現(xiàn)代轎車上得到十分廣泛的應用。對液壓動力轉向器進行合理設計有一定的理論和現(xiàn)實意義。 三、現(xiàn)有條件 學?，F(xiàn)有圖書館、實驗室、計算機資源，相關的設計參考資料和設計簡圖。 四、預期成果及表現(xiàn)形式 設計結構合理的液壓動力轉向器。完成總裝圖1張，轉向器總裝圖1張，部裝圖4張。設計說明書1.5萬字，應對設備的結構、操作及注意事項等作詳細說明，并完成相應的外文翻譯量。 指導教師簽字： 年 月 日 教 研 室 意 見 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合度 □好 □較好 □一般 □較差 2 對學生能力培養(yǎng)及全面訓練的程度 □好 □較好 □一般 □較差 3 選題與生產(chǎn)、科研、實驗室建設等實際的結合程度 □好 □較好 □一般 □較差 4 論文選題的理論意義或實際價值 □好 □較好 □一般 □較差 5 課題預計工作量 □較大 □適中 □較小 6 課題預計難易程度 □較難 □一般 □較易 教研室主任簽字： 年 月 日 系（部）教學指導委員會意見： 負責人簽字： 年 月 日 注：課題類型填寫 W.科研項目；X.生產(chǎn)（社會）實際；Y.實驗室建設；Z.其它。 本科學生畢業(yè)設計 夏利N3+兩廂轎車液壓動力轉向器設計 系部名稱： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程 B07-3班 學生姓名： 黃彥鵬 指導教師： 王慧文 職 稱： 教授 黑 龍 江 工 程 學 院 二○一一年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree The Design of Geely Hydraulic Power Steering Gear Candidate： HuangYanPeng Specialty： Vehicle Engineering Class： B07-3 Supervisor：Prof. Wang Huiwen Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目:夏利N3+兩廂轎車液壓動力轉向器設計 院 系 名 稱:汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級:車輛工程07-3班 學 生 姓 名: 黃彥鵬 導 師 姓 名: 王慧文 開 題 時 間: 2011年3月14日 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內容、擬解決的主要問題； 4. 技術路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 黃彥鵬 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-3班 指導教師姓名 王慧文 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 夏利N3+兩廂轎車液壓動力轉向器設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1.研究現(xiàn)狀 自夏利汽車登陸中國市場以來的20多年時間里，經(jīng)歷了無數(shù)次的變革，從最早的紅色夏利到后面的夏利2000、夏利N3再到現(xiàn)在的夏利N5，今天的夏利系列在京津地區(qū)已成為人們回憶的一部分，其銷量之大使其他汽車品牌望塵莫及，其中僅2010年12月夏利系列在我國共銷售就有32345輛，同比增長率76.7%，而相比而言，奇瑞QQ同期銷量為20299輛，長安奔奔系列同期銷量也過萬，雖然兩種車型對夏利都形成威脅，但夏利銷量依舊領先，且成上升趨勢，可見消費者對夏利車的喜愛，這為夏利N5的反攻奠定了堅實的市場基礎 汽車工業(yè)代表著一個國家制造業(yè)的發(fā)展水平，世界經(jīng)濟大國的經(jīng)濟發(fā)展無一不與汽車工業(yè)有著極為密切的關系。當代世界上的最新技術與發(fā)展，首先在汽車上或汽車工業(yè)中得到推廣應用。汽車的轉向系統(tǒng)是一套專門用來改變和恢復汽車行駛方向的專門機構，是汽車穩(wěn)定，安全行駛的基本保證，駕駛者通過它來感知和操縱汽車。如何設計汽車的轉向系統(tǒng)，使汽車能按駕駛員的意志而進行轉向行駛，如何運用最新的測試手段和方法做好轉向系統(tǒng)的性能分析和評價，始終是各汽車廠和研究機構的重要課題。 我國的轉向器生產(chǎn)，除早期投產(chǎn)的解放牌汽車用蝸桿滾輪式轉向器，東風汽車用蝸桿銷式轉向器外，其它大部分車型都采用循環(huán)球式結構，并都具有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗。目前解放、東風也都在積極發(fā)展循環(huán)球式轉向器，并已在第二代換型車上普遍采用了循環(huán)球式轉向器。國內的電動式的轉向器還多于研發(fā)階段。 從目前發(fā)展的方向，由于動力轉向器還是新的結構，各國的生產(chǎn)廠家都正在組織力量，大力開發(fā)試驗研究工作，提高使用性能、減小總成體積、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質量穩(wěn)定，以便逐步推廣和普及。 傳統(tǒng)的汽車轉向系統(tǒng)是機械轉向系統(tǒng)，它以駕駛員的體力作為轉向能源，由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構三大部分組成。在20世紀50年代，在將二戰(zhàn)期間的裝甲車和重型貨車上的基于機械轉向系統(tǒng)變化的動力轉向器改進使用在重型汽車和高級小客車上，并很快研制出重量輕、結構緊湊、自行潤滑的動力轉向器。據(jù)了解在全世界范圍內，生產(chǎn)出來的汽車，循環(huán)球式轉向器占45%左右，有繼續(xù)發(fā)展之勢；齒條齒輪式轉向器占40%左右；蝸桿滾輪式轉向器占10%左右；其它形式的轉向器占5%?？梢娧h(huán)球式轉向器在穩(wěn)步發(fā)展，齒條齒輪式在小客車上也有很大發(fā)展。 在機械轉向器中，轉向操作完全由駕駛員的手動力來完成。當車輛載重小，轉向阻力小時，是沒有問題的。但是，當車輛載重大到一定程度時，單靠手動力矩已經(jīng)很難克服轉向阻力，這時就需要借助輔助動力能源。如在商用車中，普遍應用動力轉向系統(tǒng)。采用動力轉向的最直接的目的是減少手動轉向力矩，改善轉向輕便性，同時也可以改善轉向的平穩(wěn)性及汽車的操縱穩(wěn)定性。因而，動力轉向在小車中也逐漸得到了普及應用。動力轉向根據(jù)工作介質的不同，可分為氣壓式和液壓式。而液壓轉向由于其工作壓力大，結構緊湊，得到廣泛的應用。 轉向器是轉向系中的減速傳動裝置，按轉向能源的不同可分為機械轉向器和動力轉向器兩大類 （1）機械轉向器 按傳動副的結構型式則可分為循環(huán)球式、齒輪齒條式、曲柄指銷式等多種類型由于循環(huán)球式和齒輪齒條式轉向器技術成熟，從而運用極為廣泛，它們是目前汽車轉向器的主要結構型式，分別予以敘述。 ?齒輪齒條式轉向器 奔馳（Benz）于1885年首先采用齒輪齒條式轉向器。這種形式的轉向器同樣也使用在1905年的凱迪拉克（cadillac）和1911-1920年間制造的許多其它形式的汽車上。隨著汽車技術的發(fā)展，國內外的汽車廠商逐漸將大多數(shù)笨重、后輪驅動的汽車換成輕便的、燃油經(jīng)濟的前輪驅動汽車。這種汽車需要使用尺寸可能小，重量盡可能輕的零件。由于齒輪齒條式轉向器結構簡單、緊湊、質量輕，剛性大，轉向靈敏，制造容易，成本低，正、逆效率都高，而且特別適于與燭式和麥弗遜式懸架配用，便于布置等優(yōu)點，因此，目前它在輕載的車輛，如轎車、輕型車、小客車等車輛上被廣泛的應用。 在齒輪齒條式轉向器中，齒條是在金屬殼體內來回滑動的，加工有齒形的金屬條。轉向器殼體是安裝在前橫梁或前圍板的固定位置上的。齒條代替梯形轉向桿系的搖桿喝轉向搖臂，并保證轉向橫拉桿在適當?shù)母叨纫允顾麄兣c懸架下擺臂平行。齒條可以比作是梯形轉向系的轉向直拉桿。導向座將齒條支持在轉向器殼體上。齒條的橫向運動拉動或推動轉向拉桿，從而使前輪轉向。 齒輪齒條式轉向器比循環(huán)球轉向器和梯形轉向桿系更為輕巧和緊湊，因此它最適合于前輪驅動的承載式車身的車輛。由于齒輪齒條式轉向器比帶有梯形轉向桿系的循環(huán)球式轉向器有較少的摩擦點，用這種轉向器的駕駛員會有較好的路感。然而摩擦點減少，也降低了隔離路面噪聲、振動的能力，從而會將更多的路面沖擊振動傳到轉向盤和客艙中。總之，齒輪齒條式轉向器更適合于輕型前輪驅動式車輛。 ?循環(huán)球式轉向器 目前國內外應用最廣泛的一種結構形式。循環(huán)球式轉向器中一般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副，第二級是齒條齒扇或滑塊曲柄銷傳動副。 為了減少轉向螺桿和轉向螺母之間的摩擦，二者之間的螺紋并不直接接觸其間裝有許多鋼球，以實現(xiàn)變滑動摩擦為滾動摩擦。轉向螺母的內徑大于轉向螺桿外徑，故能松套在螺桿上。轉向螺桿和螺母都加工出斷面輪廓為兩段或三段不同心圓弧組成的近似半圓的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道。螺母側面有兩對通孔，可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內。兩根U形鋼球導管的兩段插入螺母側面的兩對通孔中。導管內也裝滿了鋼球。這樣，兩根導管和螺母內的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨立的封閉的鋼球“流道”。 轉向螺桿轉動時，通過鋼球將力傳給轉向螺母，螺母即沿軸向移動。同時，在螺桿與螺母兩者和鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內滾動，形成“球流”，鋼球在管狀通道內繞行1.5周后，流出螺母而進入導管的一端，再由導管另一端流回螺旋管狀通道。故在轉向器工作時，兩列鋼球只是在各自的封閉流道內循環(huán)，而不致脫出。 與齒條相嚙合的齒扇，其齒厚在分度圓上沿齒扇軸線按線性關系變化的，故為變厚齒扇。只要使齒扇軸相對于齒條做軸向移動，即能調整兩者的嚙合間隙。調整螺釘旋裝在側蓋上。齒扇軸內側端部有切槽調整螺釘?shù)膱A柱形端頭即嵌入此切槽中。將調整螺釘旋入，則嚙合間隙減小，反之則嚙合間隙增大。 循環(huán)球式轉向器的正傳動效率很高，故操縱輕便，使用壽命長，工作平穩(wěn)、可靠。但其逆效率也很高，容易將路面沖擊力傳到轉向盤。不過，對于前軸載荷質量不大而又經(jīng)常在好路上行駛的汽車而言，這一缺點影響不大。因此，循環(huán)球式轉向器廣泛引用于各種汽車 （2）助力轉向器 助力轉向器一般由機械轉向系統(tǒng)上再加上一套轉向加力裝置，從而減輕駕駛員操縱汽車轉向手力，提供輔助力的有液壓和電動機兩種形式，即使在同一類車上，也有同時使用液壓式和電動式的。傳統(tǒng)的轉向器也由于與新的加力裝置綜合在一起而進化為動力轉向器，汽車轉向器的研發(fā)也多在安全性、機動性、節(jié)能性以及新的控制方式方面發(fā)展。現(xiàn)代小型汽車多數(shù)采用了液壓動力轉向器，它除具有操縱輕便、轉向靈敏、安全可靠等性能以外，對小型汽車還具有噪音低、污染小、運行平穩(wěn)等優(yōu)點。 ?液壓動力轉向器 主要由機械部分和液壓助力裝置兩部分組成。機械部分由轉向傳動副、轉向搖臂、縱拉桿總成、橫拉桿總成、轉向節(jié)臂、轉向主銷、轉向節(jié)主銷套、轉向節(jié)壓力軸承及轉向節(jié)等組成。 液壓助力轉向按液流形式分為常流式和常壓式兩種，，按分配閥的形式又可分為流閥式和轉閥式兩種。 現(xiàn)今液壓動力轉向器（HPS）是以內燃機作為動力的汽車動力轉向器的主流。而隨著高級轎車在性能上對轉向器提出了更高的要求，助力可調，路感可調、環(huán)保、耗能低、維護方便、國外80年代開始研發(fā)出電動式動力轉向器（EPS）并在越來越多的轎車和輕型車輛上成功使用。 液壓動力轉向器又分為機械式和電子式 A.機械式液壓動力轉向系統(tǒng) 機械式液壓助力轉向系統(tǒng)由液壓泵及管路和油缸組成，為保持壓力，不論是否需要轉向助力，系統(tǒng)總要處于工作狀態(tài)，能耗較高。又由于液壓泵的壓力很大，也比較容易損害助力系統(tǒng)。一般經(jīng)濟型轎車使用機械液壓助力系統(tǒng)的比較多。 B.電子液壓助力轉向系統(tǒng) 電子液壓轉向助力系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的液壓轉向助力系統(tǒng)的缺點。它所采用的液壓泵不再靠發(fā)動機皮帶直接驅動，而是采用一個電動泵，它所有的工作的狀態(tài)都是由電子控制單元根據(jù)車輛的行駛速度、轉向角度等信號計算出的最理想狀態(tài)。簡單地說，在低速大轉向時，電子控制單元驅動電子液壓泵以高速運轉輸出較大功率，使駕駛員打方向省力；汽車在高速行駛時，液壓控制單元驅動電子液壓泵以較低的速度運轉，在不至于影響高速打轉向的需要同時，節(jié)省一部分發(fā)動機功率。 ?電子液壓助力轉向器 它利用電動機產(chǎn)生的動力協(xié)助駕車者進行動力轉向。汽車在轉向時，轉矩(轉向)傳感器會“感覺”到轉向盤的力矩和擬轉動的方向，這些信號會通過數(shù)據(jù)總線發(fā)給電子控制單元，電控單元會根據(jù)傳動力矩、擬轉的方向等數(shù)據(jù)信號，向電動機控制器發(fā)出動作指令，從而電動機就會根據(jù)具體的需要輸出相應大小的轉動力矩，從而產(chǎn)生了助力轉向。如果不轉向，則本套系統(tǒng)就不工作，處于休眠狀態(tài)等待調用。由于電動助力轉向的工作特性，你會感覺到開這樣的車，方向感更好，高速時更穩(wěn)，俗話說方向不發(fā)飄。又由于它不轉向時不工作，所以，也多少程度上節(jié)省了能源。一般高檔轎車使用這樣的助力轉向系統(tǒng)的比較多。 2.目的和意義 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的趨勢。轉向器設計是汽車設計中重要的環(huán)節(jié)之一。人們除了從外觀和內飾等方面感受汽車的這些性能外，最能夠直接體驗汽車性能和駕駛樂趣的就要靠一個良好的轉向系統(tǒng)，一個良好、先進的轉向系統(tǒng)能夠讓駕駛者充分感受到駕駛的樂趣而不是負擔。轉向系統(tǒng)是汽車底盤的重要組成部分，轉向系統(tǒng)性能的好壞直接影響到汽車行駛的安全性、操縱穩(wěn)定性和駕駛舒適性，它對于確保車輛的行駛安全、減少交通事故以及保護駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要作用。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 基本內容： （1）總體方案的論證和確定 結合調研分析結果，確定轉向器傳動方案和總體結構方案。 （2）轉向系統(tǒng)總體布置，確定傳動系統(tǒng)的性能參數(shù) 根據(jù)變速器總體布置情況和傳動動力參數(shù)，確定傳動的動力和結構參數(shù)，并分析和校核該參數(shù)設定的合理性，為后續(xù)的力學特性分析打下基礎。 （3）轉向器結構設計與計算 設計變速器總體結構和傳動零件，并進行必要的校核分析。 （4）液壓系統(tǒng)設計及參數(shù)設定 解決問題： （1）轉向器總體結構設計 （2）閥體、軸等零件的尺寸和參數(shù)設計和強度校核 （3）液壓系統(tǒng)設計 三、技術路線（研究方法） 完成設計說明書 收集資料，知識準備 轉向系統(tǒng)總體布置，確定傳動系統(tǒng)的性能參數(shù) 確定傳動的動力和結構參數(shù) 分析校核參數(shù) 轉向器結構設計與計算 設計轉向器總體結構和傳動零件 分析及校核 液壓系統(tǒng)設計及參數(shù)設定 CAD繪制裝配圖、零件圖 四、進度安排 1）第1～2周（2011年2月28日~2011年3月13日） 調研、開題報告，開題答辯 （2）第3～4周（2014年3月14日~2011年3月27日） 總體傳動方案確定 （3）第5～6周（2011年3月28日~2011年4月10日） 傳動參數(shù)設計計算 （4）第7～9周（2011年4月11日~2011年5月1日） 轉向器裝配草圖設計 （5）第10～11周（2011年5月2日~2011年5月15日） 轉向器正式裝配圖設計 （6）第12～13周（2011年5月16日~2011年5月29日） 零件圖設計、液壓系統(tǒng)設計 （7）第14～15周（2011年5月30日~2011年6月12日） 編寫設計說明書 （8）第16周（2011年6月13日～2011年6月19日） 設計審核、修改 （9）第17周（2011年6月20日～2011年6月26日） 畢業(yè)設計答辯準備及答辯 5、 參考文獻 [1] 張弛云，謝雋．現(xiàn)代汽車轉向技術的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]．公路交通科技．2001.6 [2] 林逸，施國標.汽車電動助力轉向技術的發(fā)展與趨勢[J]．公路交通科技．2000.5 [3] 邱峰．汽車轉向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢與關鍵技術[J]．輕型汽車技術．2001.5 [4] 左建令，吳浩．汽車轉向系統(tǒng)的發(fā)展及展望[J].上海汽車．2005.1 [5] 龔學斌．汽車動力轉向器試驗臺的計算機控制系統(tǒng)[J]．汽車研究與開發(fā)．1997.2 [6] 黃成祥，吳軍．汽車液壓助力轉向計算機測控系統(tǒng)的研究.四川大學學報．2001.1 [7] 吳軍，沈麗琴．汽車液壓助力轉向器性能測試臺.制造技術與機床．2000.5 [8] 畢大寧．汽車轉閥式動力轉向器的設計與應用[J]．北京:人民交通出版社．1998、2 [9] 關景泰，周俊龍．液壓轉向器動態(tài)參數(shù)分析[J]．液壓氣動與密封．1999.6 [10] 中國汽車工程學會汽車轉向學會．汽車動力轉向[J]．汽車雜志．1985.2 [11] 李卓森，喬淑萍，藍曉理．懸架系統(tǒng)及轉向系統(tǒng)．長春．吉林科學技術出版社．1998 [12] 茅旭初，丁國清．汽車動力轉向器的測試方法．電子技術應用．1999.9 [13] 周名，于卓平，趙志國．動力轉向技術的發(fā)展．汽車研究與開發(fā)[J]．2004.10 [14] 陳劍．汽車動力轉向器性能測試系統(tǒng)的研究[D]．碩士學位論文．吉林大學．2007.1 [15] 馬扎根．淺談轉向器技術的發(fā)展[J].汽車技術．1995.4 [16] Lab VIEW U Manual 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International Journal of Vehicle Autonomous Systems2003,1(2):153-166. 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計指導教師評分表 學生姓名 黃彥鵬 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-3 指導教師姓名 王慧文 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 夏利N3+兩廂轎車液壓動力轉向器設計 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設等的結合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應用能力 20 5 計算機應用能力；對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經(jīng)濟分析能力） 10 6 插圖（圖紙）質量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 8 科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進度 10 得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 指導教師簽字： 2011年6月17日 畢業(yè)設計（論文）過程管理材料 題 目 夏利N3+兩廂轎車 液壓助力轉向器設計 學生姓名 黃彥鵬 院系名稱 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級 車輛工程 指導教師 王慧文 職 稱 教授 教研室 車輛工程教研室 起止時間 2011年2月28日～2011年6月24日 教 務 處 制