东风轻型货车转向专业系统设计.doc

毕业设计（论文）开题汇报
学生姓名
郑蕊
系部
汽车工程系
专业、班级
车辆07—6班
指导老师姓名
姚佳岩
职称
副教授
从事
专业
车辆工程
是否外聘
□是■否
题目名称
东风轻型货车转向系统设计
一、课题研究现实状况、选题目标和意义
作为汽车一个关键组成部分, 汽车转向系统是决定汽车主动安全性关键总成, 怎样设计汽车转向特征, 使汽车含有良好操纵性能, 一直是各汽车生产厂家和科研机构关键研究课题。尤其是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化今天, 针对更多不一样水平驾驶人群, 汽车操纵设计显得尤为关键。汽车转向系统经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统3 个基础发展阶段。1)纯机械式转向系统,因为采取纯粹机械处理方案, 为了产生足够大转向扭矩需要使用大直径转向盘, 这么一来, 占用驾驶室空间很大, 整个机构显得比较拙笨, 驾驶员负担较重, 尤其是重型汽车因为转向阻力较大,单纯靠驾驶员转向力极难实现转向, 这就大大限制了其使用范围。但因结构简单、工作可靠、造价低廉, 现在在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高微型轿车、农用车上仍有使用。2)液压助力转向系统,1953 年通用汽车企业首次使用了液压助力转向系统, 以后该技术快速发展, 使得动力转向系统在体积、功率消耗和价格等方面全部取得了很大进步。80 年代后期, 又出现了变减速比液压动力转向系统。在接下来数年内, 动力转向系统技术革新差不多全部是基于液压转向系统, 比较有代表性是变流量泵液压动力转向系统( Variable Displacement Power Steering Pump) 和电动液压助力转向( Electric Hydraulic PowerSteering, 简称EHPS) 系统。变流量泵助力转向系统在汽车处于比较高行驶速度或不需要转向情况下, 泵流量会对应地降低, 从而有利于降低无须要功耗。电动液压转向需要全套设计请联络Q Q系统采取电动机驱动转向泵, 因为电机转速可调, 能够即时关闭, 所以也能够起到降低功耗功效。液压助力转向系统使驾驶室变得宽大, 部署更方便, 降低了转向操纵力, 也使转向系统更为灵敏。因为该类转向系统技术成熟、能提供大转向操纵助力, 现在在部分乘用车、大部分商用车尤其是重型车辆上广泛应用。不过液压助力转向系统在系统部署、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损和噪声等方面存在不足。3)汽车电动助力转向系统(EPS),EPS 在日本最先取得实际应用, 1988 年日本铃木企业首次开发出一个全新电子控制式电动助力转向系统, 并装在其生产Cervo 车上, 随即又配置在Alto 上。以后, 电动助力转向技术得到快速发展, 其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。日本大发汽车企业、三菱汽车企业、本田汽车企业, 美国Delphi企业, 英国Lucas 企业, 德国ZF 企业, 全部研制出了各自EPS。EPS 助力形式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展, 而且其控制形式和功效也深入加强。日本早期开发EPS 仅低速和停车时提供助力, 高速时EPS 将停止工作。新一代EPS 则不仅在低速和停车时提供助力, 而且还能在高速时提升汽车操纵稳定性。伴随电子技术发展, EPS 技术日趋完善, 而且其成本大幅度降低, 为此其应用范围将越来越大。4)线控转向系统,线控转向系统( Steering by Wire-SBW) 是更新一代汽车电子转向系统, 线控转向系统和上述各类转向系统根本区分就是取消了转向盘和转向轮之间机械连接。该系统含有两个电机:路感电机和驱动电机。路感电机安装在转向柱上, 控制器依据汽车转向工况控制路感电机产生适宜转矩, 向驾驶员提供模拟路面信息。驱动电机安装在齿条上, 汽车转向阻力完全由驱动电机来克服, 转向盘只是作为转向系统一个转角信号输入装置。线控转向系统能够提升汽车被动安全性, 有利于汽车设计制造, 并能大大提升汽车乘坐舒适性。不过因为转向盘和转向柱之间无机械连接, 生成让驾驶员能够感知汽车实际行驶状态和路面情况“路感”比较困难; 且电子器件可靠性难以确保。所以线控转向系统现在处于研究阶段, 只配置在部分概念汽车上。汽车转向技术发展趋势助力转向系统经过几十年发展, 技术日趋完善。以后, 电动助力转向系统将深入成熟, 线控转向系统将成为我们需要全套设计请联络Q Q研究努力方向。
纯机械式转向系统结构简单、工作可靠、造价低廉, 现在在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高微型轿车、农用车上仍有使用;液压助力转向系统技术成熟、能提供大转向操纵助力, 在重型车辆上广泛应用; EPS 以其特有优越性而得到青睐, 它代表着未来动力转向技术发展方向, EPS 将作为标准配置装备到汽车上, 未来一段时间在动力转向领域占据主导地位; 而SBW 因为有利于提升汽车被动安全性、有利于汽车设计制造、有利于提升汽车乘坐舒适性和汽车操控稳定性等原因, 将成为动力转向系统发展方向。
汽车转向系统性能是汽车关键性能之一，直接影响到汽车操纵稳定性，它对于确保车辆安全行驶、降低交通事故和保护驾驶员人身安全、改善驾驶员工作条件起着关键作用。怎样合理地设计转向系统，使汽车含有良好操作性能，一直是设计人员关键研究课题。在此次毕业设计中选择是机械式转向系统，选择是能将滑动摩擦经过钢球转变成滚动摩擦循环球式转向器。

二、 设计（论文）基础内容、拟处理关键问题

转向系设计基础内容：
本设计题目是轻型货车转向系设计。以循环球式转向器设计为中心，一是汽车总体构架参数对汽车转向影响；二是机械转式向器选择；三是转向传动机构选择；四是梯形结构设计。所以本设计在考虑上述要求和原因基础上需要全套设计请联络Q Q研究利用转向盘旋转带动传动机构，经过万向节带动蜗杆轴旋转，蜗杆轴和扇形齿轮啮合，经过安装在扇形轴上转向臂向转向拉杆机构传输操作力，实现转向。
(1) 汽车转向系方案设计
(2) 汽车转向器方案设计
(3) 汽车转向传动机构设计
(4) 汽车转向系设计计算
(5) 用CAD画装配图和零件图，累计3张零号图

拟处理关键问题：
此次设计针正确是和非独立悬架相匹配整体式两轮转向机构。在轻型货车转向系统设计中，关键是对转向器和转向梯形设计，所以，利用相关汽车设计和连杆机构运动学知识，首先对汽车总体参数进行确定，在此基础上，对转向器，转向传动机构进行选择，接着再对转向器和转向传动机构（关键是转向梯形）进行设计，最终，利用软件AUTOCAD完成其设计图纸。
转向器在设计中选择是循环球式齿条齿扇转向器，在对转向器设计中，包含了螺杆—钢球—螺母传动副设计和齿条—齿扇传动副设计，前者是基于参考同类汽车，确定出钢球中心距，设计出一系列尺寸，以后者则是依据汽车前轴载荷来确定出齿扇模数，再由此设计出全部参数。
转向梯形设计选择是整体式转向梯形，在设计中借鉴同类汽车转向梯形设计经验尺寸对转向梯形进行尺寸初选。再经过对转向内轮实际达成最大偏转角时和转向外轮理想最大偏转角度差值检验，和作为一个四杆机构对其最小传动角检验，来判定转向梯形设计是否符合基础要求。

三、技术路线（研究方法）

完成说明书编写
完成CAD绘图
转向系选择
转向系关键性能参数选择
转向系结构元件
整体式转向梯形结构优化设计
转向器结构型式选择及其设计计算
转向系设计计算
转向传动机构选择
转向梯形选择
汽车转向系方案选择
轮胎确实定
发动机确实定
汽车关键参数确实定
汽车形式确实定
汽车总体参数确实定
开题汇报
调查研究

四、进度安排
(1) 搜集资料，调研，撰写开题汇报 第一周
(2) 周四交开题汇报，实习了解转向系统结构 第二周
(3) 完成各参数设计、计算和校核工作，最少应有装配图草图 第三周-第七周
(4) 中期检验，画装配图和零件图 第八周
(5) 画装配图和零件图，编写说明书 第九周-第十一周
(6) 交毕业设计说明书和装配图、零件图，修改 第十二周
(7) 毕业设计指导老师审核 第十三周
(8) 毕业设计修改 第十四面
(9) 毕业设计评阅老师评阅或预审 第十五周
(10) 毕业设计修改 第十六周
(11) 毕业设计答辩 第十七周
五、参考文件
[1] 刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社，
[2] 陈家瑞.汽车结构[M].北京：人民交通大学出版社，
[3] 王望予.汽车设计[M].北京：机械工业出版社，
[4] 李庆华.材料力学[M].成全部：西南交通大学出版社，
[5] 余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，
[6] 刘朝儒.机械制图[M].北京：高等教育出版社，
[7] 汽车工程手册编辑委员会. 汽车工程手册[M]：基础篇.北京：人民交通出版社，
[8] 汽车工程手册编辑委员会. 汽车工程手册[M]：设计篇.北京：人民交通出版社，
[9] 季学武.动力转向系统发展和节能[J].世界汽车，,10
[10] 徐梁征，肖成永等.汽车列车系统稳定性分析及控制系统仿真[J].计算机仿真，,12
[11] 宋晓琳，徐成，殷其华.汽车转向器总成性能试验数据处理系统[J].汽车科技，,5
[12] 丁礼灯，杨家军等.汽车动力转向器转向力矩分析和计算[J].三峡大学学报 ( 自然 科学版)，,3
[13] 王玉梅，岳静等.微型汽车循环球式转向器齿扇设计参数分析[J].长春工业大学学报.,26（2）：145～147
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[15] 邱峰.汽车转向系统发展趋势和关键技术[J].轻型汽车技术，,5
[16] Masahiko Hurishige, Takayuki Kifuku, Noriyuki Inoue. A Control Strategy to Reduce Steering Torque for Stationary Vehicles Equipped With EPS. Mitsubishi Electric Cop
[17] Zuo Li, Wu Wenjiang, Study on Stability of Electric Power Steering System
[18] Moriwaki, K，On automatic motion control with optimization，SICE Annual Conference
六、备注

指导老师意见：

签字： 年 月 日