轎車(chē)用齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)
轎車(chē)用齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì),轎車(chē),齒輪,齒條,動(dòng)力,轉(zhuǎn)向,設(shè)計(jì)
本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
論 文 題 目：轎車(chē)用齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)學(xué) 院：
專(zhuān) 業(yè) 、 班 級(jí)：學(xué) 生 姓 名：指導(dǎo)教師（職稱(chēng)）
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告要求
開(kāi)題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文
（設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域；
2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值；
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題；
2. 擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路）；
3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開(kāi)題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1. 開(kāi)題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開(kāi)始后的前四周內(nèi)完成；
2. 開(kāi)題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過(guò)；
3. 開(kāi)題報(bào)告不合格或沒(méi)有做開(kāi)題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯；
4. 開(kāi)題報(bào)告通過(guò)后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師；
5. 開(kāi)題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊(cè)（部分專(zhuān)業(yè)可根據(jù)需要手寫(xiě)在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。
8
一、選題依據(jù)1、研究領(lǐng)域
車(chē)輛工程-汽車(chē)設(shè)計(jì)
2、論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是車(chē)輛上必不可少的最基本的系統(tǒng)之一。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向特性對(duì)車(chē)輛的行駛操縱穩(wěn)定性、安全性起著決定性作用，是汽車(chē)技術(shù)的核心之一，其中轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)決定著車(chē)輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性，它對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向特性、駕駛舒適性、輪胎壽命等都有影響。因此，它是汽車(chē)安全行駛的重要保障，也是車(chē)輛系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量如何已經(jīng)成為衡量汽車(chē)工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。由于它對(duì)于整車(chē)行駛以及工業(yè)的重要性，因此汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。
3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
國(guó)際上，齒輪齒條轉(zhuǎn)向器經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展和技術(shù)完善，已經(jīng)使其能夠作為一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，轉(zhuǎn)向靈敏，體積小，可以直接帶動(dòng)橫拉桿的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)而被廣泛的運(yùn)用在車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中?，F(xiàn)如今的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較輕，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高達(dá) 90%。齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，自動(dòng)消除間隙，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度，還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲。由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器自身結(jié)構(gòu)的發(fā)展，如采用新型的手動(dòng)變速比和動(dòng)力轉(zhuǎn)向，其使用范圍已從轎車(chē)、微型以及輕型汽車(chē)逐步擴(kuò)展到中型和重型汽車(chē)轉(zhuǎn)向系。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)在汽車(chē)中的廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中也越來(lái)越多地采用電子器件。使其操縱輕便性、穩(wěn)定性等得到了很大的改善。
隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，轉(zhuǎn)向器未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)為：
（1） 適應(yīng)汽車(chē)高速行駛的需要
從操縱輕便性、穩(wěn)定性及安全行駛的角度，汽車(chē)制造廣泛使用更先進(jìn)的工藝方法， 使用變速比轉(zhuǎn)向器、高剛性轉(zhuǎn)向器。“變速比和高剛性”是目前世界上生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的方向。
（2） 充分考慮安全性和輕便性
隨著汽車(chē)車(chē)速的提高，駕駛員和乘客的安全非常重要，目前國(guó)內(nèi)外在許多汽車(chē)上已普遍增設(shè)能量吸收裝置，如防碰撞安全轉(zhuǎn)向柱、安全帶、安全氣囊等，并逐步推廣。從人類(lèi)工程學(xué)的角度考慮操縱的輕便性，已逐步采用可調(diào)整的轉(zhuǎn)向管柱和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
（3） 低成本、低油耗、大批量專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)
隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的惡化，石油危機(jī)造成經(jīng)濟(jì)衰退，汽車(chē)生產(chǎn)愈來(lái)愈重視經(jīng)濟(jì)型， 因此，要設(shè)計(jì)低成本、低油耗的汽車(chē)和低成本、合理化生產(chǎn)線，盡量實(shí)現(xiàn)大批量專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。對(duì)零部件生產(chǎn)，特別是轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)，更表現(xiàn)突出。
（4） 汽車(chē)轉(zhuǎn)向器裝置的電腦化
汽車(chē)的轉(zhuǎn)向裝置，必定是以電腦化為唯一的發(fā)展途徑。
二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題
(1) 制定出轎車(chē)用齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的總體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)該方案進(jìn)行評(píng)價(jià)； (2)對(duì)轎車(chē)用齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系方案中具體部件進(jìn)行理論計(jì)算和校核；
(3) 根據(jù)計(jì)算和校核結(jié)果對(duì)轎車(chē)用齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪圖。
2. 擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路）
（1）查閱資料，了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢(shì)； (2)制定出轎車(chē)用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的總體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)； (3)轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)及參數(shù)確定；
(4) 進(jìn)行齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)與理論計(jì)算并校核； (5)根據(jù)計(jì)算和校核結(jié)果，利用 CAD 畫(huà)裝配圖、零件圖。
3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果
通過(guò)學(xué)習(xí)及查閱有關(guān)資料掌握轎車(chē)用齒輪齒條式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的工作原理以及其機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì), 了解現(xiàn)在齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的發(fā)展趨勢(shì)、相關(guān)技術(shù)的對(duì)比及市場(chǎng)前景。通過(guò)自主設(shè)計(jì)并選擇最合理的方案設(shè)計(jì)能夠得到以下結(jié)果：
(1) 轎車(chē)用齒輪齒條式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的工作原理及總體方案設(shè)計(jì)；
(2) 轎車(chē)用齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；繪制不少于 1 張A0 的設(shè)計(jì)圖紙， 并用三維軟件繪制三維圖；
(3) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（10000 字以上）；
(4) 與齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器相關(guān)的一篇外文翻譯（2000 字以上）。
三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； (1)調(diào)查研究、收集資料；
(2) 開(kāi)題報(bào)告；
(3) 轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式選擇；
(4) 轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)以及參數(shù)的確定（包括：間隙調(diào)整彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)計(jì)算、其他主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算），校核；
(5) 利用 CAD 畫(huà)裝配圖，零件圖； (6)整理文檔，形成論文。
2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃
第 1 周：明確設(shè)計(jì)主要任務(wù)和內(nèi)容；
第 2 周：查閱相關(guān)資料；
第 3 周：撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；
第 4 周：完成畢設(shè)開(kāi)題報(bào)告；
第 5 周：擬定齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)；
第 6 周：齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
第 7 周：齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
第 8 周：齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系主要部件校核；
第 9 周：齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系主要部件校核；
第 10 周：齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系圖紙繪制；
第 11 周：齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系圖紙繪制；
第 12 周：與齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)相關(guān)的外文文獻(xiàn)翻譯；
第 13 周：撰寫(xiě)畢業(yè)論文；
第 14 周：撰寫(xiě)畢業(yè)論文，整理畢業(yè)設(shè)計(jì)資料；
第 15 周：準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯；
第 16 周：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
[1] 張興權(quán), 何廣德, 鄭如, 張俊. 齒輪齒條的接觸應(yīng)力研究[J]. 機(jī)械傳動(dòng)， 2011,35(07):30-32.
[2] 何志峰.齒輪齒條式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器性能測(cè)試系統(tǒng)研究[D].長(zhǎng)春理工大學(xué),2012. [3]吳曉建.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向特性研究[D].重慶汽車(chē)學(xué)院,2012.
[4] 管欣,吳振晞,詹軍.面向結(jié)構(gòu)的汽車(chē)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器仿真模型[J].設(shè)計(jì)· 計(jì)算
· 研究，2011:9-12.
[5] 李晏,王瑾,徐皓,施偉,譚修文.汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪齒條的建模與仿真研究[J].制造技術(shù)/工藝設(shè)備,2010,(12):73-94.
[6] 張錫順,石培吉,唐俊,于思佳.轉(zhuǎn)向器齒輪齒條傳動(dòng)副的幾何和嚙合計(jì)算[J].汽車(chē)工程師,2013,(12):51-55.
[7] 彭立,胥軍,牛子孺,李剛炎,顏志浩.機(jī)械式變比轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)比測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 測(cè)控技術(shù),2016,35(10):23-26.
[8] 徐方舟,魏小輝,張明,聶宏.基于ADAMS 的齒輪齒條剛性柔耦合嚙合分析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2012,(7):200-202.
[9] 夏貴光, 劉海軍, 陳家木. 鋁合金整體式轉(zhuǎn)向器殼體鑄造工藝[J]. 鑄造工藝,2015,(23):22-23.
[10] 李廣明,范秦寅,張廣麗.汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器油路分析及排油方法[J].長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,36(2):140-142.
[11] 鄒理炎,虞忠潮.汽車(chē)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器特性分析及檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].工業(yè)技術(shù),2016,(05):43.
[12] 黃華波.汽車(chē)轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)齒輪斷裂失效分析[J].裝備制造技術(shù),2013,(10):7-9. [13]Johannes Hullmann,David James,Alois Seewald, Eduard Span,Alexander Wiertz.Mechanical and Hydraulic Gears.June 2016,Volume 46,Issue 3,pp249-337.
[14] Jochen Gessat,Alois Swwwald,Dirk Zimmermann.Electrically Powered Hyraulic Steering.June 2016,Volume 65,Issue 1,pp381-401.
[15] Dirk Nissing,Jochen Gessat,Thilo Bitzer,Alois Seewald.Hydraulic chassis systems with electrically powered hydraulic steering and active roll control.March 2007,Volume 109,Issue 3,pp11-15.
附：文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)綜述
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車(chē)成了很多家庭的必備代步工具，隨之而來(lái)的是， 越來(lái)越多的人都開(kāi)始關(guān)注到汽車(chē)的性能，而汽車(chē)性能中最重要的就是安全性和舒適性。汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向特性對(duì)車(chē)輛的行駛操縱穩(wěn)定性、安全性和舒適性起著決定性作用，是汽車(chē)技術(shù)的核心之一，其中轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)決定著車(chē)輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性，它對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向特性、駕駛舒適性、輪胎壽命等都有影響。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車(chē)底盤(pán)中的獨(dú)立分系統(tǒng)，在汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中也經(jīng)歷了深刻的變革。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系是保持或者改變汽車(chē)行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車(chē)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(chē)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(chē)穩(wěn)定地直線行駛。轉(zhuǎn)向系對(duì)汽車(chē)行駛的操縱性、穩(wěn)定性和安全性都具有重要的意義。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，質(zhì)量輕，剛性大，轉(zhuǎn)向靈敏，制造容易，
成本低，正、逆效率都高以及便于布置等優(yōu)點(diǎn)。相比于其他轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)省略了轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向直拉桿，節(jié)省了布置空間，特別適合與燭式和麥弗遜式懸架配用，因此在轎車(chē)和微型、輕型貨車(chē)上得到廣泛應(yīng)用，目前，齒輪齒條轉(zhuǎn)向器約占行業(yè) 60%，其中，轎車(chē)占 95%，微型車(chē)占 30%。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器最早出現(xiàn)于 1902 年，當(dāng)時(shí)由于其本身結(jié)構(gòu)不夠完善，整車(chē)布置的限制以及道路條件差等因素，導(dǎo)致路面反沖激勵(lì)，噪音較大以及轉(zhuǎn)向性能較差等缺陷，使得此種轉(zhuǎn)向器的應(yīng)用受到很大的限制。然而近些年來(lái)，特別是最近幾年，卻有了很大發(fā)展，其發(fā)展速度超過(guò)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，國(guó)際輿論甚至認(rèn)為：目前汽車(chē)工業(yè)正在拋棄有 70 年歷史的搖臂型轉(zhuǎn)向器， 并預(yù)計(jì)近年內(nèi) 90%以上的小客車(chē)將配置齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。這種看法的主要依據(jù)是：
（1）國(guó)外大部分主要汽車(chē)在制造廠大規(guī)模地推薦橫置發(fā)動(dòng)機(jī)、前輪驅(qū)動(dòng)的小客車(chē)， 這樣對(duì)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向系的布置十分靈活方便，比搖臂式轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更為簡(jiǎn)化。（2）高速公路發(fā)展使得車(chē)輛速度大大提高，為獲得良好的路感，對(duì)轉(zhuǎn)向器的剛性要求愈來(lái)愈高，而循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器在剛性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。（3） 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器本身具備的優(yōu)點(diǎn)如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、高達(dá) 80%以上的傳動(dòng)效率、具有多種輸入輸出形式便于布置、重量輕（轉(zhuǎn)向器殼多數(shù)采用壓鑄鋁合金、有的廠還在研制塑料殼體）、剛性好等等，能使高速車(chē)輛的駕駛者獲得良好路感。
此外，由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器自身結(jié)構(gòu)的發(fā)展，如采用新型的手動(dòng)變速比和動(dòng)力轉(zhuǎn)向，其使用范圍已從轎車(chē)、微型以及輕型汽車(chē)逐步擴(kuò)展到中型和重型汽車(chē)轉(zhuǎn)向系。因此，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在我國(guó)的應(yīng)用將會(huì)是十分廣泛的，制造企業(yè)對(duì)其的需求量必然很大，其前景相當(dāng)可觀，研究其實(shí)現(xiàn)的方案也尤其有價(jià)值。
國(guó)外研究：
從1817年英國(guó)人林肯斯潘杰（Len Ken Sperger）發(fā)明現(xiàn)代轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)到現(xiàn)在， 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因其在汽車(chē)中的重要作用而備受人們關(guān)注，一百多年間，眾多學(xué)者對(duì)它展開(kāi)過(guò)研究，使得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)到現(xiàn)在有了長(zhǎng)足的發(fā)展。查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，人們?cè)跈C(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和機(jī)電復(fù)合控制等理論研究、臺(tái)架試驗(yàn)仿真以及新型轉(zhuǎn)向技術(shù)等方面都做了大量的研究。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究主要借助多體動(dòng)力學(xué)軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，研究?jī)?nèi)容主要有：轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)操縱穩(wěn)定性，車(chē)輪定位對(duì)轉(zhuǎn)向性能的影響，懸架跳動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)向性能的影響，載荷轉(zhuǎn)移對(duì)前輪轉(zhuǎn)向的影響，基于Adams的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)研究等。轉(zhuǎn)
向機(jī)構(gòu)機(jī)電復(fù)合控制主要研究電、液助力轉(zhuǎn)向控制策略：液壓助力轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)閥特性；四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)控制策略等。臺(tái)架試驗(yàn)仿真研究是模擬汽車(chē)轉(zhuǎn)向?qū)崨r，通過(guò)測(cè)試汽車(chē)轉(zhuǎn)向的關(guān)鍵參數(shù)驗(yàn)證轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的性能。目前國(guó)外MTS、BISHOP等公司已經(jīng)有了五軸、七軸轉(zhuǎn)向試驗(yàn)臺(tái)。而我國(guó)只有三軸轉(zhuǎn)向試驗(yàn)臺(tái)。
國(guó)內(nèi)研究：
我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究重點(diǎn)還在轉(zhuǎn)向器部件的生產(chǎn)質(zhì)量控制上，而在系統(tǒng)層面上對(duì)轉(zhuǎn)向性能的研究很弱，這已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國(guó)轉(zhuǎn)向器技術(shù)的引進(jìn)消化和自主開(kāi)發(fā)。長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐表明對(duì)轉(zhuǎn)向部件的質(zhì)量控制必須建立在轉(zhuǎn)向系和前懸架組合的性能測(cè)試上，必須有轉(zhuǎn)向系性能參數(shù)的測(cè)試才能進(jìn)入轉(zhuǎn)向部件的自主研發(fā)，否則， 對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量就沒(méi)有話(huà)語(yǔ)權(quán)。由此，掌握轉(zhuǎn)向系各部分工作參數(shù)間的關(guān)系，進(jìn)一步提高汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的性能和質(zhì)量，是滿(mǎn)足當(dāng)前汽車(chē)行業(yè)發(fā)展和企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需 要。此外，現(xiàn)階段全世界年產(chǎn)7000—8000萬(wàn)套轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，EPS占了將近一半，其裝車(chē)率逐年增加，預(yù)計(jì)將達(dá)到80%。在1000萬(wàn)套汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，外方產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率達(dá)到了將近80%，我國(guó)還沒(méi)有掌握EPS的開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)技術(shù)，主要是根據(jù)國(guó)外EPS產(chǎn)品進(jìn)行仿制，很難滿(mǎn)足整車(chē)技術(shù)條件，無(wú)法進(jìn)入全球配套系統(tǒng)。究其原因，表面上是無(wú)法掌握汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制策略，而深層次的原因就是沒(méi)有掌握轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性和相關(guān)性能參數(shù)的檢測(cè)和評(píng)估，從而無(wú)法調(diào)試出性能優(yōu)越的產(chǎn)品。
從 70 年代起轎車(chē)就興起了齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向軸、萬(wàn)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(pán)操縱轉(zhuǎn)向器內(nèi)的齒輪傳動(dòng)，齒輪與齒條緊密?chē)Ш希苿?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(chē)行駛的方向。這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與循環(huán)球式等其它類(lèi)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(jiǎn)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(chē)輛行駛時(shí)可以保證偏轉(zhuǎn)車(chē)輪的自動(dòng)回正，駕駛者的路感性強(qiáng)。
發(fā)展趨勢(shì)：
近年來(lái)，隨著電子技術(shù)在汽車(chē)中的廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中也越來(lái)越多地采用電子器件。但目前電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于自身成本等因素的制約，很難在價(jià)格低廉的家用轎車(chē)上得到普及，而且電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全可靠性相對(duì)較差，目前歐洲汽車(chē)法規(guī)中要求駕駛員與轉(zhuǎn)向車(chē)輪之間必須有機(jī)械連接，電子轉(zhuǎn)向系還不允許在歐洲上市。隨著科技發(fā)展和技術(shù)的完善，未來(lái)的電子技術(shù)在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的應(yīng)用會(huì)十分普遍。
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。兩端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，作為傳動(dòng)副主動(dòng)件的轉(zhuǎn)向齒輪軸通過(guò)軸承安裝在轉(zhuǎn)向器殼體中，其上端通過(guò)花鍵與萬(wàn)向節(jié)叉和轉(zhuǎn)向軸連接。與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合的轉(zhuǎn)向齒條水平布置，兩端通過(guò)球頭座與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。彈簧通過(guò)壓塊將齒條壓靠在齒輪上，保證無(wú)間隙嚙合。彈簧的預(yù)緊力可用調(diào)整螺塞調(diào)整。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，轉(zhuǎn)向器齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使與之嚙合的齒條沿軸向移動(dòng)，從而使左右橫拉桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)左右轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)向車(chē)輪偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)轉(zhuǎn)向。中間輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，其結(jié)構(gòu)及工作原理與兩端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器基本相同，不同之處在于它在轉(zhuǎn)向齒條的中部用螺栓與左右轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。在單端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上，齒條的一端通過(guò)內(nèi)外托架與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。齒輪齒條方式的最大特點(diǎn)是剛性大，結(jié)構(gòu)緊湊重量輕，且成本低。由于這種方式容易由車(chē)輪將反作用力傳至轉(zhuǎn)向盤(pán)，所以具有對(duì)路面狀態(tài)反應(yīng)靈敏的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也容易產(chǎn)生打手和擺振等現(xiàn)象。齒輪與齒條直接嚙合，將齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒條的直線運(yùn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)向拉桿橫向拉動(dòng)車(chē)輪產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。齒輪并非單純的平齒輪，而是特殊的螺旋形狀，這是為了盡量減小齒輪與齒條之間的嚙合間隙，使轉(zhuǎn)向盤(pán)的微小轉(zhuǎn)動(dòng)能夠傳遞到車(chē)輪，提高操作的靈敏性，也就是我們通常所說(shuō)的減小方向盤(pán)的曠量。不過(guò)齒輪嚙合過(guò)緊也并非好事，它使得轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)的操作力過(guò)大，人會(huì)感到吃力。
齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器和循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器，已成為當(dāng)今世界汽車(chē)上主要的兩種轉(zhuǎn)向器：而渦輪蝸桿式轉(zhuǎn)向器和蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成， 轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較??；傳動(dòng)效率高達(dá) 90%；齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，能自動(dòng)消除間隙，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度，還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用體積?。?制造成本低。
在現(xiàn)如今的汽車(chē)上，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是必不可少的最基本的系統(tǒng)之一，也是決定汽車(chē)主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成，保持汽車(chē)具備較好的操縱性能，特別是在車(chē)輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車(chē)流密集化的今天，汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)工作顯得尤為重要。
綜上，本次論文擬從以下幾點(diǎn)展開(kāi)：
（1）查閱資料，了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢(shì)； (2)制定出轎車(chē)用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的總體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)； (3)轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)及參數(shù)確定；
(4)進(jìn)行齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)與理論計(jì)算并校核； (5)根據(jù)計(jì)算和校核結(jié)果，利用 CAD 畫(huà)裝配圖、零件圖。
收藏