某型汽車轉向系統(tǒng)設計與分析【轎車齒輪齒條式轉向器】開題報告

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開 題 報 告1．選題依據(jù)：1.1、國內外研究現(xiàn)狀作為汽車的一個重要組成部分，汽車轉向系統(tǒng)是決定汽車主動安全性的關鍵總成，如何設計汽車的轉向特性，使汽車具有良好的操縱性能，始終是各汽車生產(chǎn)廠家和科研機構的重要研究課題 [1]。特別是在車輛高速化、駕駛人員非職業(yè)化、車流密集化的今天，針對更多不同水平的駕駛人群，汽車的操縱設計顯得尤為重要。汽車轉向系統(tǒng)經(jīng)歷了純機械式轉向系統(tǒng)、液壓助力轉向系統(tǒng)、電動助力轉向系統(tǒng) 3 個基本發(fā)展階段 [2]。機械式的轉向系統(tǒng)，采用純粹的機械解決方案，為了產(chǎn)生足夠大的轉向扭矩需要使用大直徑的轉向盤，因此占用的空間很大，整個機構顯得比較笨拙，駕駛員負擔較重，特別是重型汽車轉向阻力較大，單純靠駕駛員的轉向力很難實現(xiàn)轉向，這就大大限制了其使用范圍 [3]。但因結構簡單、工作可靠、造價低廉，目前在一部分轉向操縱力不大、對操控性能要求不高的微型轎車、農用車上仍有使用 [4]。自 1953 年通用汽車公司在凱迪萊克和別克轎車上首次批量使用液壓動力轉向系統(tǒng)（HPS）以來, 液壓動力轉向系統(tǒng)給汽車帶來了巨大的變化:人不再需要靠大直徑的轉向盤來產(chǎn)生足夠的轉向力矩, 轉向盤的減小, 使得駕駛室變得寬敞起來, 座椅布置也變得更為舒適了;液壓動力轉向系統(tǒng)在降低了轉向價格和所消耗的功率等方面都取得了驚人的進步 [5]。今天,液壓動力轉向系統(tǒng)幾乎成為銷售轎車的標準裝備 [6]。 電動助力轉向（EPS）在日本最先獲得實際應用，1988 年日本鈴木公司首次開發(fā)出一種全新的電子控制式電動助力轉向系統(tǒng)，并裝在其生產(chǎn)的 Cervo 車上，隨后又配備在Alto 上 [7]。此后，電動助力轉向技術得到迅速發(fā)展，其應用范圍已經(jīng)從微型轎車向大型轎車和客車方向發(fā)展 [8]。日本的大發(fā)汽車公司、三菱汽車公司、本田汽車公司，美國的 Delphi 公司，英國的 Lucas 公司，德國的 ZF 公司，都研制出了各自的電動助力轉 向系統(tǒng)。電動助力轉系系統(tǒng)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一步加強。日本早期開發(fā)的 EPS 僅低速和停車時提供助力，高速時 EPS 將停止工作 [9]。新一代的 EPS 則不僅在低速和停車時提供助力，而且還能在高速時提高汽車的操縱穩(wěn)定性。隨著電子技術的發(fā)展，EPS 技術日趨完善，并且其成本大幅度降低，為此其應用范圍將越來越大 [10] 。1.2、設計內容（1）轉向系的方案設計。 （2）轉向系操縱機構的設計。 （3）轉向系傳動機構的設計。 （4）轉向器的設計。 （5）轉向梯形的設計。 （6）轉向系各組成部件的強度校核。1.3、實用價值和意義轉向系統(tǒng)是整車系統(tǒng)中必不可少的最基本的組成系統(tǒng)。汽車在行駛過程中能按照駕駛員的操縱要求而適時地改變其行駛方向，并在受到路面?zhèn)鱽淼呐既粵_擊及汽車意外地偏離行駛方向時，能與行駛系統(tǒng)配合共同保持汽車繼續(xù)穩(wěn)定行駛 [11]。因此，轉向系統(tǒng)的性能直接影響著汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性，也是決定汽車主動安全性的關鍵總成。特別是在車輛高速化、駕駛人員非職業(yè)化、車流密集化的今天，它對于確保車輛的安全行駛、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的作用[12][13]。參考文獻：[1] 周松盛. 汽車雙前橋轉向系統(tǒng)的分析、建模仿真與優(yōu)化[D].武漢理工大學，2009.4. [2] 郭孔輝.汽車操縱動力學［M］.長春：吉林科學技術出版社，2001.[3] 汪珊. 重型汽車雙前橋轉向系統(tǒng)的建模及優(yōu)化[D].武漢理工大學，2009.6. [4] 孫玉華.線控轉向系統(tǒng)的設計及其特性的研究［D］.成都：西華大學，2009.[5] 王望予.汽車設計[M].北京.機械工業(yè)出版社.2004. [6] 劉惟信.汽車設計[M].北京.清華大學出版社.2001. [7] 唐金松.簡明機械設計手冊[M].上?？茖W技術出版社，2000.[8] 臧杰，閻巖.汽車構造：下冊[M].北京：機械工業(yè)出版社.2005.8. [9] 魯民巧.汽車構造[M].北京：機械工業(yè)出版社.2003.9[10] 鐘兵.低速汽車轉向系設計[J].農業(yè)裝備與車輛工程.2006.4. 50~55 [11] 鄭校英.上海桑塔納轎車齒輪齒條轉向系設計剖析[J].當代汽車.1990.5.16~20 [12] 朱華.發(fā)展中的現(xiàn)代汽車轉向系統(tǒng)［J］.城市車輛，2008（7）：53~55.[13] 羅紹新，馮永偉，王芙蓉.電控液壓動力轉向系統(tǒng)的研究［J］.機床與液壓，2010，10（10）：106~ 108.[14] QingHui Yuan and Bo Xie. Modeling and Simulation of a Hydraulic Steering System[M] SAE Int. J. Commer. Veh., Apr 2009; 1: 488~494. [15] Takamitsu Tajima, Hideyuki Fujita, Kouichi Sato, and Yoshimi Nakasato.Development of the Next-generation Steering System[M] SAE Int. J. Passeng. Cars Mech. Syst., Aug 2010; 3: 633~643. 開 題 報 告２．設計方案：2.1、研究的具體內容（1）轉向系的方案設計。 （2）轉向系操縱機構的設計。 （3）轉向系傳動機構的設計。 .（4）轉向器的設計。 （5）轉向梯形的設計。 （6）轉向系各組成部件的強度校核。2.2、研究擬采用的方法（1）.查閱資料確定某型汽車的所使用轉向器的類型，轉向系的角傳動比 ，轉矩傳 動比（2）.閱資料和學過的知識，根據(jù)選擇的性能參數(shù)設計計算（3）.通過網(wǎng)絡和查閱資料研究轉向器角傳動比的變化規(guī)律（4）.對轉向器的受力情況進行強度校核。（5）.用 CAD 繪圖軟件繪制所設計的零件圖和裝配圖。2.3、進度安排（1）.2 月 13 日~2 月 23 日 收集整理與畢業(yè)設計有關的資料 （2）.2 月 14 日~3 月 3 日 提交開題報告 （3）.3 月 4 日~5 月 30 日 完成畢業(yè)設計的初稿，交老師 （4）. 5 月 1 日~5 月 19 日 設計圖紙、說明書、畢業(yè)論文的修改完善，并提交。 （5）. 畢業(yè)設計答辯 開 題 報 告指導教師意見：指導教師： 年 月 日