齒輪齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真分析【說明書+CAD+UG+仿真】

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界上生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的方向。 1 從 70 年代起轎車興起了齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由方向盤、轉(zhuǎn)向軸、萬向節(jié)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)桿和轉(zhuǎn)向輪等組成。方向盤操縱轉(zhuǎn)向器內(nèi)的齒輪傳動(dòng)，齒輪與齒條緊密嚙合，推動(dòng)齒條左移動(dòng)或右移動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng)，從而改變轎車行駛的方向。這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與循環(huán)球式等其它類型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)比較，省略了轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向主拉桿，具有構(gòu)件簡單，傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。而且它的逆?zhèn)鲃?dòng)效率也高，在車輛行駛時(shí)可以保證偏轉(zhuǎn)車輪的自動(dòng)回正，駕駛者的路感性強(qiáng)。 近年來，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在乘用車上得到應(yīng)用，并有良好的發(fā)展前景。目前用于乘用車的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向器，均采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。其功能除用來傳遞來自轉(zhuǎn)向器的力矩與運(yùn)動(dòng)外，還有增扭、降速作用。 因?yàn)槲⑿娃I車上狹小的發(fā)動(dòng)機(jī)艙空間給液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝帶來了很大的麻煩，而 EPS 原件比較少，重量輕，裝配方便，比較適合在微型轎車上安裝。因此在國外，EPS 系統(tǒng)首先是在微型轎車上發(fā)展起來的。 上世紀(jì) 80 年代初期，日本鈴木公司首次在其 Cervo 轎車上安裝了 EPS 系統(tǒng)，隨后還應(yīng)用在其 Alto 車上。此后，EPS 在日本得到迅速發(fā)展。出于節(jié)能環(huán)保的考慮，歐、美等國的汽車公司也相繼對 EPS 進(jìn)行了開發(fā)和研究。雖然比日本晚了十年時(shí)間，但是歐美國家的開發(fā)力度比較大，所選擇的產(chǎn)品類型也有所不同。 我國汽車電子行業(yè)的總體發(fā)展相對滯后，但是，隨著汽車對環(huán)保、節(jié)能和安全性要求的進(jìn)一步提高，代表著現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向的 EPS 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已被我國列為高新科技產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目之一，國內(nèi)各大院校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)在進(jìn)行 EPS 技術(shù)的研究，也有少數(shù)供應(yīng)商能批量提供轉(zhuǎn)向軸式的 EPS 系統(tǒng)。但總的來講目前國內(nèi) EPS 技術(shù)還不成熟；供應(yīng)商所提供的 EPS 系統(tǒng)還未達(dá)到產(chǎn)品級(jí)的要求，且類型單一，還不能滿足整車廠需要。據(jù)悉，自主品牌研發(fā)的 EPS 系統(tǒng)離產(chǎn)業(yè)化就差整車廠批量裝車認(rèn)可這一臺(tái)階了，相信很快就可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。可見齒輪齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是未來動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢。 2 二、研究方案及預(yù)期結(jié)果。 1. 設(shè)計(jì)方案或論文主要研究內(nèi)容 （1）熟悉和掌握汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的現(xiàn)狀。 （2）分析汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類以及實(shí)際汽車車型中的應(yīng)用。 （3）熟悉和掌握齒輪齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器的構(gòu)造和工作原理。 （4）熟悉和掌握齒輪齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)參量。 2. 主要解決的問題、理論、方法、技術(shù)路線 汽車轉(zhuǎn)向系是保持或者改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛中，保證各轉(zhuǎn)向輪 之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。保證汽車在行駛中能按駕駛員的操縱要求，適時(shí)地改變行駛方向， 并能在受到路面干擾偏離行駛方向時(shí)，與行駛系配合，共同保持汽車穩(wěn)定地直線行駛。轉(zhuǎn) 向系對汽車行駛的操縱性、穩(wěn)定性和安全性都具有重要的意義。 （1）對齒輪齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)和工作原理的了解； 對于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(EPS)，電動(dòng)機(jī)僅在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)才工作并消耗蓄電 池能量；而對于常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，因液壓泵處于長期工作狀態(tài)和內(nèi) 泄漏等原因要消耗較多的能量。兩者比較，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的燃料消耗率僅為 液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向的 16%～20%。 （2）齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)。 采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。其功能除用來傳遞來自轉(zhuǎn)向盤的力矩與運(yùn)動(dòng)以外，還有增扭、 降速作用。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、質(zhì)量輕、剛性好、使 用可靠；傳動(dòng)效率高達(dá) 90%；根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點(diǎn)不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器有四 種形式：中間輸入，兩端輸出；側(cè)面輸入，兩端輸出；側(cè)面輸入，中間輸出；側(cè)面輸入， 一端輸出。 3. 論文框架（列出說明書大體結(jié)構(gòu)及提綱） (1)緒論 (2)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) (3)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算 (4)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的三維實(shí)體建模 (5)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的裝配 (6)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)仿真 3 (7)有限元分析 (8)經(jīng)濟(jì)技術(shù)性分析 (9)結(jié)論 (10)致謝 (11)參考文獻(xiàn) 4. 預(yù)期結(jié)果 繪制工程圖紙 4 張（裝配圖 2 張 A0~A2，零件圖 2 張 A3） 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明 1 份 翻譯相關(guān)外文文獻(xiàn) 1 篇 4 三、研究進(jìn)度 第 1 周—第 4 周：畢業(yè)實(shí)習(xí)，收集資料，撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。 第 5 周：撰寫開題報(bào)告，進(jìn)行開題答辯。 第 6 周—第 7 周：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)選擇。 第 8 周—第 9 周：對齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)，完成計(jì)算。 第 10 周—第 11 周：運(yùn)用繪圖軟件進(jìn)行仿真分析。 第 12 周—第 13 周：對設(shè)計(jì)進(jìn)行修正與優(yōu)化。 第 14 周—第 15 周：整理設(shè)計(jì)資料，打印輸出，提交設(shè)計(jì)資料。 第 16 周：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 5 四、主要參考文獻(xiàn) ［1］劉惟信.汽車設(shè)計(jì)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2001. ［2］王望予.汽車設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. ［3］陳家瑞.汽車構(gòu)造［M］.機(jī)械工業(yè)出版社.2005. ［4］中國機(jī)械工程學(xué)會(huì),中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委會(huì).中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典［M］.江西科學(xué)技 術(shù)出版社.2002. ［5］董麗霞,張平.簡明汽車技術(shù)詞典［M］.人民交通出版社.2003. ［6］張金柱,韓玉敏,石美玉.汽車工程專業(yè)英語［M］.化學(xué)工業(yè)出版社.2005. ［7］李建成.汽車轉(zhuǎn)向原理［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. ［8］杜浩.汽車設(shè)計(jì)與研究［M］.鄭州：國防工業(yè)出版社，2006. ［9］王三民,諸文俊.機(jī)械原理與設(shè)計(jì)［M］.機(jī)械工業(yè)出版社.2002 . ［10］M.velardocchia and F.Amisano.R.FloraA linear thermal model for an automotive clutch,SAE2000-01-0834 ［11］Christopher C.Bostwick and Andrew Szadkowski.Self-Excited Vibrations During Engagements of Dry Friction Clutches,SAE982846 五、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 6