乘用車轉向液壓助力系統(tǒng)設計及分析【包含CAD圖紙】

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開題報告 題 目 乘用車轉向液壓助力系統(tǒng)設計及分析 姓 名 學號 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 二班 指導教師 職稱 教授 填寫時間 2011年3 月 20 日 2011年3月  說 明 1．根據(jù)《畢業(yè)設計(論文)工作管理規(guī)定》，學生必須撰寫《畢業(yè)設計（論文）開題報告》，由指導教師簽署意見，系主任批準后實施。 2．開題報告是畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學生應當在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報告不合格者不得參加答辯。 3．畢業(yè)設計(論文)開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．本報告中，由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應不少于2000字。 5．開題報告檢查原則上在第2～4周完成，各系完成畢業(yè)設計開題檢查后，應寫一份開題情況總結報告。 6. 填寫說明： (1) 課題性質：可填寫A．工程設計；B．論文；C. 工程技術研究；E.其它。 (2) 課題來源：可填寫A．自然科學基金與部、省、市級以上科研課題；B．企、事業(yè)單位委托課題；C．校級基金課題；D．自擬課題。 (3) 除自擬課題外，其它課題必須要填寫課題的名稱。 (4) 參考文獻不能少于10篇。 (5) 填寫內(nèi)容的字體大小為小四，表格所留空不夠可增頁。 開題報告 學生姓名 學 號 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 職 稱 所在系 工程系 課題來源 導師擬定 課題性質 工程設計 課題名稱 乘用車轉向液壓助力系統(tǒng)的設計及分析 一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內(nèi)外基本研究情況 課題的依據(jù)及意義 ： 汽車助力轉向系統(tǒng)是汽車的關鍵部件，汽車的安全性和舒適性由其直接體現(xiàn)，其性能的優(yōu)良直接影響人們的一起評價的好壞，隨著人們對汽車的中和要求越來越高以及國內(nèi)技術的欠缺，建立想干產(chǎn)業(yè)基地，加大研發(fā)投入意識亟待解決的問題。 （1）通過學習乘用車轉向液壓系統(tǒng)設計，了解撐握一般液壓系統(tǒng)的設計方法，設計思路，液壓系統(tǒng)中的計算，液壓元件的結構。培養(yǎng)正確分析、解決問題的能力。 （2）綜合運用液壓傳動課程以及相關的課程知識和生產(chǎn)實踐去對此次液壓系統(tǒng)設計的問題進行分析和解決。同時，進一步加深鞏固已學知識。 （3）通過計算和繪圖，學會和運用標準，規(guī)范和手冊，培養(yǎng)初步設計液壓系統(tǒng)的技能。 （4）進一步了解液壓件的制造工藝，學習掌握計算機的操作，CAD繪圖以及各種機械設計及制造的綜合知識。 國內(nèi)外基本研究情況： 液壓助力轉向系統(tǒng)是在齒輪齒條機械轉向系統(tǒng)基礎上開發(fā)的，20世紀50年代末沙基諾發(fā)明了轉發(fā)式液壓動力轉向，及控制中的閥芯以旋轉的形式來控制油路，對比之前的滑閥已有很大改進，于是大量運用各種車輛上。伴隨著工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，人們對汽車轉向系統(tǒng)安全性，舒適性提出了更高的要求，現(xiàn)在大多采用電控液壓助力轉向系統(tǒng)，但主體功能部分仍為液壓系統(tǒng)，1988年日本鈴木公司開始應用，之后，國際各大汽車零部件公司都以此此立項為研發(fā)重點，都取得了技術突破得以大量生產(chǎn)，已經(jīng)遙遙領先國內(nèi)相關研究。 二、研究內(nèi)容、預計達到的目標、關鍵理論和技術、技術指標、完成課題的方案和主要措施 二、研究內(nèi)容、預計達到的目標、關鍵理論和技術、技術指標、完成課題的方案和主要措施 （一）研究的主要內(nèi)容 本課題研究基于轉閥式齒輪齒條液壓動力轉向系統(tǒng)，對其進行閥體及動力缸的設計分析，對整個系統(tǒng)進行結構分析設計。 1， 對系統(tǒng)油路進行結構分析，做有效的改進。 2， 對閥體進行設計分析。 3， 對小齒輪進行設計 4， 根據(jù)系統(tǒng)相關條件對動力缸進行設計。 5， 儲油罐設計 （二）課題的研究目標 作出相關重要部件工程圖包括動力缸，閥體，油缸，小齒輪 （三）關鍵理論技術，指標 1．汽車最大轉向力矩在原地轉向時，助力系統(tǒng)必須滿足此時的轉向輕便型要求，原地轉向阻力力矩Tw= μ/3 √(G^3/P), G=M/N(其中u為摩擦因數(shù)，一般取u=0.7；軸向載荷G；輪胎標準氣壓P=0.8Mpa;汽車總質量M；軸數(shù)N)。但是這是經(jīng)驗公式，為安全起見，取安全系數(shù)S=1.52，則轉向力矩T’=Tw*S. 2.有推薦值轉向盤操縱力不大于Fh=30~50N,但在10N以下就很輕便，故方向盤上轉力矩Th=Fh*Dh/2(Dh為轉向盤直徑)。故最大助力轉矩Tmax=T’-Th 3．可得齒條上的最大作用力F=Tmax/rg(rg為小齒輪半徑)。 4．根據(jù)液壓泵的壓力標準系列，初步選定需要的的最高工作壓力Pmax，計算出助力缸活塞實際作用面積S=F/Pmax, S=π/4 (D^2-d^2 )(其中D為助力缸內(nèi)徑，d為活塞桿直徑)。原后根據(jù)現(xiàn)有的系列標準進一步確定。 5．對于油泵，一般要求當油泵輸出量最大時，滿足方向盤不低于1r/s，小汽車最大取1.5，國內(nèi)普遍用1.25r/s計算。 活塞速度V=2n*1.25 d_1/2(d1為小齒輪直徑) 6．轉向器所需流量一般有動力缸活塞有效作用面積和最大轉向速度決定，近似為動力缸容積隨時間變化的函數(shù)加上動力裝置及轉向器內(nèi)的泄流量Q2(一般為0.9L/min) 當然也可以由容積效率求取。 理論流量等于活塞速度 乘以有效作用面積Q0=V*60*S *〖10〗^(-6) ，則泵實際流量Q1=1.52Q0+Q2. 7．需要的液壓功率P_y=QI*Pmax 輸入扭矩T1=(Pmax*q)/(2n*η_m ) (η_m泵與電機之間的機械效率，一般取0.91) 8，查閱相關文獻：①方向盤作用力不大于30~50N。液壓油密度0.9g/ mm^3 ②主要參數(shù)：滿載前軸負荷870kg.，轉盤直徑0.38m,最高壓力11.0MPa,齒條最大負荷6500N，排量1.5cm^3/r. （四）完成課題方案及措施嚴格按照時間分配執(zhí)行 三、主要特色及工作進度 主要特色：以工程機械設計為藍本液壓缸采用雙作用雙桿式，提高穩(wěn)定性與可靠性。 進度：（1）設計準備及前期工作 （開題報告） 3月1 日——3月24日 查閱相關文獻：①方向盤作用力不大于30~50N。液壓油密度0.9g/ mm3 ②主要參數(shù)：滿載前軸負荷870kg.，轉盤直徑0.38m,最高壓力11.0MPa,齒條最大負荷6500N，排量1.5cm3/r,前輪型號205/60R15. （2）機械結構設計，即小齒輪設計并完成工程圖 3月24日——4月10日 （3）液壓系統(tǒng)的功能原理設計 4月10日——4月25日 壓力系統(tǒng)詳細的結構對比分析工作壓力的確定，電動機功率確定。 （4）液壓系統(tǒng)閥體確定和液壓缸設計 4月26日——5月15日 1。分配閥閥體選型確定 分配閥考慮兩種方案，一種是閥與閥體以旋轉運動來控制油路的為轉閥式，另一種是閥與閥體以軸向移動方式控制油路的為滑閥。 對滑閥，轉閥進行詳細的的結構，功能分析，繪制所選工程圖（轉閥） 2．液壓缸參數(shù)確定（中期檢查） ①了解用途和動作要求，了解工作條件，確定最大行程，運動速度或時間，安裝空間所要求的外形尺寸。 ②對液壓缸受力分析確定結構形式（雙作用雙桿結構） ③根據(jù)工作負載重力，摩擦力和慣性力確定確定行程各階段上 負載變化規(guī)律的參數(shù)。 ④由負載和工作壓力確定活塞直徑和活塞桿直徑及缸筒內(nèi)外徑校核各部分工作材料許用應力 ⑤選擇缸蓋結構形式并計算厚度強度 ⑥審定全部設計資料，進行補充 ⑦選擇密封結構，設計緩沖排氣和防塵裝置 ⑧繪制工程圖 （5）儲油罐設計 5月15日——5月25日 （6）整理編寫設計計算說明書 5月26日——5月30日 （7）答辯與資料歸檔 6月 1日——6月10日 四、主要參考文獻（按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出） 1． 姜繼海：液壓傳動（第四版），哈爾濱工業(yè)大學出版社，2006年； 2． 劉鴻文：材料力學（第4版），高等教育出版社，2003年； 3． 濮良貴：機械設計（第八版），高等教育出版社，2006年； 4． 周良德：現(xiàn)代工程圖學， 湖南科學技術出版社，2000年； 5． 張利平、鄧鐘明：液壓系統(tǒng)氣壓系統(tǒng)設計手冊，機械工業(yè)出 6．吳宗澤，羅圣國：機械設計課程設計守則（第3版），高等教育出版社，2006年； 7．周恩濤，徐學新：液壓系統(tǒng)設計原器件選型守則，機械工業(yè)出版社2007年； 8．臧克江：液壓缸，化學工業(yè)出版社，2009年； 9．趙月靜，寧辰校：液壓實用回路360例，化學工業(yè)出版社，2008年； 10.成大先：機械設計手冊，第四版第四卷，化學工業(yè)出版社，2002年； 11.黃迷梅：液壓氣動密封與泄漏防治，機械工業(yè)出版社，2003年。 指導教師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 系意見 系主任簽名： 年 月 日 院意見 教學院長簽名： 年 月 日