東風輕型貨車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計

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1、，士B工器學演 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學生姓名 鄭蕊 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛07—6班 指導教師姓名 姚佳巖 職稱 副教授 從事專業(yè) 車輛工程 是否外聘 口是■否 題目名稱 東風輕型貨車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計 、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 作為汽車的一個重要組成部分，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是決定汽車主動安全性的關(guān)鍵總成，如何設(shè) 計汽車的轉(zhuǎn)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(gòu)的重要研 究課題。特別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，針對更多不同水平的駕 駛?cè)巳?，汽車的操縱設(shè)計顯得尤為重要。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了純機

2、械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3個基本發(fā)展階段。1）純機械式車t向系統(tǒng)，由于采用純粹的機械解決方 案，為了產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)向扭矩需要使用大直徑的轉(zhuǎn)向盤，這樣一來，占用駕駛室的空間很大， 整個機構(gòu)顯得比較笨拙，駕駛員負擔較重，特別是重型汽車由于轉(zhuǎn)向阻力較大，單純靠駕駛員的 轉(zhuǎn)向力很難實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，這就大大限制了其使用范圍。但因結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉，目前在一部分轉(zhuǎn)向操縱力不大、對操控性能要求不高的微型轎車、農(nóng)用車上仍有使用。2）液壓助力轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)，1953年通用汽車公司首次使用了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，此后該技術(shù)迅速發(fā)展，使得動力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在體積、功率消耗和價格等方面都

3、取得了很大的進步。80年代后期，又出現(xiàn)了變減速 比的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在接下來白數(shù)年內(nèi)，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)革新差不多都是基于液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng),比較有代表性的是變流量泵液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（VariableDisplacementPowerSteering Pump）和電動液壓助力轉(zhuǎn)向（ElectricHydraulicPowerSteering,簡稱EHPS）系統(tǒng)。變流量 泵助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車處于比較高的行駛速度或者不需要轉(zhuǎn)向的情況下，泵的流量會相應地減 少，從而有利于減少不必要的功耗。電動液壓轉(zhuǎn)向需要全套設(shè)計請聯(lián)系QQ1537693694系統(tǒng)采用 電動機驅(qū)動轉(zhuǎn)向泵，由于電機的轉(zhuǎn)速可調(diào)，可以

4、即時關(guān)閉，所以也能夠起到降低功耗的功效。液 壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使駕駛室變得寬敞，布置更方便，降低了轉(zhuǎn)向操縱力，也使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更為靈敏。由于該類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成熟、能提供大的轉(zhuǎn)向操縱助力，目前在部分乘用車、大部分商用車特別是重型車輛上廣泛應用。但是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在系統(tǒng)布置、安裝、密封性、操縱靈敏度、能量消耗、磨損與噪聲等方面存在不足。3）汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）,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(zhuǎn)向系統(tǒng)，并裝在其生產(chǎn) 的Cervo車上，隨后又配備在Alto上。此后，電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)得到迅速發(fā)展，其應用范圍已 經(jīng)從微型轎車向大型轎

5、車和客車方向發(fā)展。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EPSEPS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僅低速和停車日^提供助力,高速時EPS將停止工作。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(shù)的發(fā)展，EPS技 術(shù)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。4)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，線控轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)(SteeringbyWire-SBW)是更新一代的汽車電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng),

6、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與上述各類轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)的根本區(qū)別就是取消了轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接。該系統(tǒng)具有兩個電機：路感電機和 驅(qū)動電機。路感電機安裝在轉(zhuǎn)向柱上，控制器根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向工況控制路感電機產(chǎn)生合適的轉(zhuǎn)矩， 向駕駛員提供模擬路面信息。驅(qū)動電機安裝在齒條上，汽車的轉(zhuǎn)向阻力完全由驅(qū)動電機來克服， 轉(zhuǎn)向盤只是作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個轉(zhuǎn)角信號輸入裝置。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠提高汽車被動安全性，有 利于汽車設(shè)計制造，并能大大提高汽車的乘坐舒適性。但是由于轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱之間無機械連接，生成讓駕駛員能夠感知汽車實際行駛狀態(tài)和路面狀況的“路感”比較困難；且電子器件的可 靠性難以保證。所以線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前處于研究階段，

7、只配備在一些概念汽車上。汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展趨勢助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，技術(shù)日趨完善。今后，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將進一步 成熟，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將成為我們需要全套設(shè)計請聯(lián)系QQ1537693694研究的努力方向。 純機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉，目前在一部分轉(zhuǎn)向操縱力不大、對操控 性能要求不高的微型轎車、農(nóng)用車上仍有使用；液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成熟、能提供大的轉(zhuǎn)向操 縱助力，在重型車輛上廣泛應用；EPS以其特有的優(yōu)越性而得到青睞，它代表著未來動力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展方向，EPS將作為標準配置裝備到汽車上，未來一段時間在動力轉(zhuǎn)向領(lǐng)域占據(jù)主導 地位；而SBW由于有利于提高汽車被動安全性

8、、有利于汽車設(shè)計制造、有利于提高汽車乘坐舒適性和汽車操控用I定性等原因，將成為動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。 汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能是汽車的主要性能之一，直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性，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。如何合理地設(shè)計轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使汽車具有良好的操作性能，始終是設(shè)計人員的重要研究課題。 在本次畢業(yè)設(shè)計中選擇的是機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，選擇的是能將滑動摩擦通過鋼球轉(zhuǎn)變成滾動摩擦的 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。 二、設(shè)計(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 轉(zhuǎn)向系設(shè)計的基本內(nèi)容： 本設(shè)計的題目是輕型貨車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計。以循環(huán)球式轉(zhuǎn)向

9、器的設(shè)計為中心，一是汽車總體構(gòu)架參 數(shù)對汽車轉(zhuǎn)向的影響；二是機械轉(zhuǎn)式向器的選擇；三是轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的選擇；四是梯形結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此本設(shè)計在考慮上述要求和因素的基礎(chǔ)上需要全套設(shè)計請聯(lián)系QQ1537693694研究利用轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn) 帶動傳動機構(gòu)，通過萬向節(jié)帶動蝸桿軸旋轉(zhuǎn)，蝸桿軸與扇形齒輪嚙合，通過安裝在扇形軸上的轉(zhuǎn)向臂 向轉(zhuǎn)向拉桿機構(gòu)傳遞操作力，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 (1)汽車轉(zhuǎn)向系方案的設(shè)計 (2)汽車轉(zhuǎn)向器方案的設(shè)計 (3)汽車轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的設(shè)計 (4)汽車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計計算 (5)用CAD畫裝配圖和零件圖，合計3張零號圖 擬解決的主要問題： 此次設(shè)計針對的是與非獨立懸架相匹配的整體式兩輪

10、轉(zhuǎn)向機構(gòu)。在輕型貨車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計中，主 要是對轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計，因此，利用相關(guān)汽車設(shè)計和連桿機構(gòu)運動學的知識，首先對汽車總 體參數(shù)進行確定，在此基礎(chǔ)上，對轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)進行選擇，接著再對轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu) (主要是轉(zhuǎn)向梯形)進行設(shè)計，最后，利用軟件AUTOCAD完成其設(shè)計圖紙。 轉(zhuǎn)向器在設(shè)計中選用的是循環(huán)球式齒條齒扇轉(zhuǎn)向器，在對轉(zhuǎn)向器的設(shè)計中，包括了螺桿一鋼球一 螺母傳動副的設(shè)計和齒條一齒扇傳動副的設(shè)計，前者是基于參照同類汽車，確定出鋼球中心距，設(shè)計 出一系列的尺寸，而后者則是根據(jù)汽車前軸的載荷來確定出齒扇模數(shù)，再由此設(shè)計出所有參數(shù)的。 轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計選用的是整體式

11、轉(zhuǎn)向梯形，在設(shè)計中借鑒同類汽車轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計的經(jīng)驗尺寸對轉(zhuǎn)向梯形進行尺寸初選。再通過對轉(zhuǎn)向內(nèi)輪實際達到的最大偏轉(zhuǎn)角時與轉(zhuǎn)向外輪理想最大偏轉(zhuǎn)角度的差值的檢驗，和作為一個四桿機構(gòu)對其最小傳動角的檢驗，來判定轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計是否符合基本要求。 、技術(shù)路線（研究方法） 完成說明書的編寫 四、進度安排 (1)收集資料，調(diào)研，撰寫開題報告 (2)周四交開題報告，實習了解轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的

12、構(gòu)造 第二周 (3)完成各參數(shù)的設(shè)計、計算和校核工作，至少應有裝配圖的草圖 第三周-第七周 (4)中期檢查，畫裝配圖和零件圖 第八周 (5)畫裝配圖和零件圖，編寫說明書 第九周-IH- (6)交畢業(yè)設(shè)計說明書和裝配圖、零件圖，修改 釬二周 (7)畢業(yè)設(shè)計指導教師審核 第十三周 (8)畢業(yè)設(shè)計修改 第十四周 (9)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評閱或預審 釬五周 (10)畢業(yè)設(shè)計修改 第十六周 (11)畢業(yè)設(shè)計答辯 第十七周 五、參考文獻 [1]劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華大學出版社，2001 [2]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：人民交通大學出版社，200

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