裝配圖方程式賽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）（有exb圖+三維圖）

裝配圖方程式賽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）（有exb圖+三維圖）,裝配,方程式賽車(chē),轉(zhuǎn)向,系統(tǒng),設(shè)計(jì),exb,三維 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告（學(xué)生填表）學(xué)院： 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院 2013年 4月 15日課題名稱(chēng)大學(xué)生方程式賽車(chē)設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)）學(xué)生姓名林祖棟專(zhuān)業(yè)班級(jí)車(chē)輛091課題類(lèi)型論文指導(dǎo)教師牛毅職稱(chēng)課題來(lái)源生產(chǎn)文獻(xiàn)綜述1. 課題研究的背景大學(xué)生方程式賽車(chē)活動(dòng)以院校為單位組織學(xué)生參與，賽事組織的目的主要有：一是重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)、制造能力、成本控制能力和團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)作能力，使學(xué)生能夠盡快適應(yīng)企業(yè)需求，為企業(yè)挑選優(yōu)秀適用人才提供平臺(tái)； 二是通過(guò)活動(dòng)創(chuàng)造學(xué)術(shù)競(jìng)爭(zhēng)氛圍，為院校間提供交流平臺(tái)，進(jìn)而推動(dòng)學(xué)科建設(shè)的提升； 大賽在提高和檢驗(yàn)汽車(chē)行業(yè)院校學(xué)生的綜合素質(zhì)，為汽車(chē)工業(yè)健康、快速和可持續(xù)發(fā)展積蓄人才,增進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研三方的交流與互動(dòng)合作等方面具有十分廣泛的意義。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向操作機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。它的作用：保持或者改變汽車(chē)行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。在賽車(chē)中轉(zhuǎn)向系統(tǒng)占有重要的地位。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是任何車(chē)輛都不可或缺的組成部分,其設(shè)計(jì)制造質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性、安全性等技術(shù)性能。汽車(chē)操縱穩(wěn)定性又被人們稱(chēng)為“高速車(chē)輛的生命線(xiàn)”。由此，轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)是如此重要。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向系的優(yōu)化設(shè)計(jì)，來(lái)為賽車(chē)其他零部件分析優(yōu)化提供思路，以達(dá)到對(duì)賽車(chē)的結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化。2. 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展歷程汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3個(gè)基本階段，線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為其發(fā)展趨勢(shì)。5 2.1、純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 機(jī)械式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 由于產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的轉(zhuǎn)矩完全由機(jī)械力來(lái)提供， 所以為施加足 夠的轉(zhuǎn)矩而不得不適用大直徑的方向盤(pán)， 因此占用了很大的駕駛空間而使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)顯得很 笨拙，而且駕駛?cè)藛T操作起來(lái)也比較吃力，故適用范圍有很大局限性6。但是由于其結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、故障率低，目前在一部分轉(zhuǎn)向操縱力不大、對(duì)操控性能要求不高的微型 轎車(chē)、農(nóng)用機(jī)械上仍有使用。 2.2、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)于 1953 年通用汽車(chē)公司首次使用。80 年代后期，這一系統(tǒng)進(jìn)一步 得到優(yōu)化，出現(xiàn)了變流量泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Variable Displacement Power Steering Pump) 和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向(Electric Hydraulic Power Steering，簡(jiǎn)稱(chēng) EHPS)系統(tǒng)7。變流量泵助力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車(chē)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(huì)相應(yīng)地減 少，從而有利于減少不必要的功耗。電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向泵，由于電機(jī) 的轉(zhuǎn)速可調(diào)，可以即時(shí)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)降低了轉(zhuǎn)向操縱力，從而大大減少了方向盤(pán)所占用的駕駛室空間， 同時(shí)也使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變得更加靈敏8。由于該類(lèi)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(chē)、大部分商用車(chē)特別是重型車(chē)輛上廣泛應(yīng)用。但是該系統(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。 2.3、汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS) EPS 在 1988 年由日本鈴木公司首次開(kāi)發(fā)出來(lái)，此后，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)得到迅速發(fā) 展，其應(yīng)用范圍已經(jīng)從微型轎車(chē)向大型轎車(chē)和客車(chē)方向發(fā)展。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)矩傳感器、車(chē)速傳感器、電子控制器、電動(dòng)機(jī)、電磁離合器和 減速機(jī)構(gòu)等組成， 汽車(chē)處于起動(dòng)或者低速行駛狀態(tài)操作轉(zhuǎn)向時(shí)， 轉(zhuǎn)矩傳感器不斷檢測(cè)作用 于轉(zhuǎn)向柱扭桿上的扭矩， 并將此信號(hào)與車(chē)速信號(hào)同時(shí)輸入電子控制器， 處理器對(duì)輸入信號(hào) 進(jìn)行運(yùn)算處理，確定助力扭矩的大小和方向，從而控制電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向，電動(dòng)機(jī)將轉(zhuǎn) 矩傳遞給牽引前輪轉(zhuǎn)向的橫拉桿，最終起到為駕駛?cè)藛T提供輔助轉(zhuǎn)向力的功效9；當(dāng)車(chē)速 超過(guò)一定的臨界值或者出現(xiàn)故障時(shí)， 為保持汽車(chē)高速時(shí)的操控穩(wěn)定性， EPS 系統(tǒng)退出助力 工作模式，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式。不轉(zhuǎn)向的情況下，電動(dòng)機(jī)不工作。 2.4、汽車(chē)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由方向盤(pán)模塊、 轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊和主控制器 3 個(gè)主要部分以及自動(dòng)防故障 系統(tǒng)、電源等輔助模塊組成。它是一種全新概念的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由于其取消了方向盤(pán)與轉(zhuǎn)向 車(chē)輪間的機(jī)械連接， 通過(guò)軟件協(xié)調(diào)它們之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系， 可以實(shí)現(xiàn)一系列傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無(wú) 法實(shí)現(xiàn)的特殊功能。 汽車(chē)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)、 提高整車(chē)主動(dòng)安全性， 使汽車(chē)性能適應(yīng)更 多非職業(yè)駕駛員的需求，對(duì)廣大消費(fèi)者有著巨大的吸引力10。但是由于可靠性要求及制造 成本較高，該系統(tǒng)距離普及仍有一段距離。3. 賽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特點(diǎn)概述轉(zhuǎn)向系是用來(lái)保持或者改變汽車(chē)行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。 轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)又包括方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂。3.1.賽車(chē)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)的具體要求(1) 汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車(chē)輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車(chē)輪不應(yīng)有側(cè)滑。(2) 汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛后，在駕駛員松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)的條件下，轉(zhuǎn)向輪能自動(dòng)返回到直線(xiàn)行駛位置，并穩(wěn)定行駛。(3) 汽車(chē)在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤(pán)沒(méi)有擺動(dòng)。(4) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時(shí)，由運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)使車(chē)輪產(chǎn)生的擺動(dòng)應(yīng)最小。(5) 保證汽車(chē)有較高的機(jī)動(dòng)性，具有迅速和小轉(zhuǎn)彎行駛能力。(6) 同時(shí)兼顧操縱輕便性和靈敏性。(7) 轉(zhuǎn)向輪碰撞到障礙物以后，轉(zhuǎn)給轉(zhuǎn)向盤(pán)的反沖力要盡可能小。(8) 轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調(diào)整機(jī)構(gòu)。(9) 在車(chē)禍中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤(pán)由于車(chē)架或車(chē)身變形而共同后移時(shí)，轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。(10) 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，保證轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。4. 設(shè)計(jì)思路 本課題在綜合考慮眾多因素的基礎(chǔ)上先從轉(zhuǎn)向系最基本的原理入手，經(jīng)過(guò)對(duì)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系原理的認(rèn)真學(xué)習(xí)，來(lái)摸索著設(shè)計(jì)賽車(chē)的轉(zhuǎn)向系。 設(shè)計(jì)過(guò)程中，先是比較各個(gè)類(lèi)型轉(zhuǎn)向系的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合賽車(chē)對(duì)轉(zhuǎn)向系的一些特殊要求，最后決定采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系。因?yàn)槟壳疤菪谓Y(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向系的轉(zhuǎn)角關(guān)系較接近理想的轉(zhuǎn)角關(guān)系，又鑒于賽車(chē)采用獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)，因此采用斷開(kāi)式梯形結(jié)構(gòu)。 斷開(kāi)點(diǎn)的選擇以及內(nèi)、外轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線(xiàn)的優(yōu)化方面，不但要考慮轉(zhuǎn)向本身的需要，同時(shí)還要考慮轉(zhuǎn)向與車(chē)架的配合，首先斷開(kāi)點(diǎn)應(yīng)該設(shè)在車(chē)架的兩側(cè)，并且轉(zhuǎn)向過(guò)程中斷開(kāi)點(diǎn)應(yīng)一直都在車(chē)架的外側(cè)，這樣便限定了橫拉桿的長(zhǎng)度，與轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)有關(guān)的主銷(xiāo)距K由懸架設(shè)計(jì)時(shí)確定，軸距由車(chē)架來(lái)確定。這樣一來(lái)，轉(zhuǎn)向系的優(yōu)化過(guò)程中只需優(yōu)化梯形臂長(zhǎng)m，梯形底角和主銷(xiāo)連線(xiàn)到橫拉桿的水平距離h。h 值越大 ，轉(zhuǎn)向越省力，但又考慮到安裝的空間問(wèn)題，h值不能過(guò)大。對(duì)梯形臂長(zhǎng)m 和梯形底角的優(yōu)化時(shí)，采用曲線(xiàn)比擬的方法，將實(shí)際內(nèi)、外轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線(xiàn)和理想的內(nèi)、外轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線(xiàn)畫(huà)在同一張圖上，比較兩個(gè)曲線(xiàn)的接近程度，優(yōu)化出兩個(gè)變量的最好組合值。 各個(gè)桿件的參數(shù)變量確定以后，要開(kāi)始設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向器，首先，根據(jù)最小半徑的要求計(jì)算出車(chē)輪的最大轉(zhuǎn)角，然后綜合各種因素確定轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比，之后根據(jù)以上參數(shù)確定轉(zhuǎn)向器齒輪齒條的參數(shù)。 轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先考慮到轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先考慮到轉(zhuǎn)向器的安裝空間問(wèn)題，根據(jù)空間確定了滿(mǎn)足功能的轉(zhuǎn)向器的總體尺寸模型的大小，再在這個(gè)模型的基礎(chǔ)上分割出各個(gè)零件的尺寸要求，在保證各個(gè)功能要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出轉(zhuǎn)向器的各個(gè)部件。研究目標(biāo) 運(yùn)用所學(xué)的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、理論等專(zhuān)業(yè)知識(shí)和基礎(chǔ)知識(shí)，通過(guò)查找相關(guān)資料，熟悉了解現(xiàn)有車(chē)型結(jié)構(gòu)，結(jié)合自己的構(gòu)思，設(shè)計(jì)出符合題目要求的賽車(chē)及其零部件，達(dá)到提高畢業(yè)生綜合能力的目的。 論文要求20000字左右，繪制平面布置和工藝布局圖一張（A0）；中文摘要300500字。附英文摘要，計(jì)算機(jī)打??；外文翻譯10000字符以上；查詢(xún)資料20篇以上，附資料名稱(chēng)。研究?jī)?nèi)容 根據(jù)大學(xué)生方程式賽車(chē)的比賽規(guī)則及大學(xué)生方程式賽車(chē)設(shè)計(jì)具體參數(shù)要求，進(jìn)行轉(zhuǎn)向系方案分析；轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)確定；轉(zhuǎn)向器機(jī)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)；轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝配及零件圖5. 實(shí)施計(jì)劃4.1 4.12 調(diào)研，收集資料。4.134.26 確定方案。4.276.9 完成零、部件圖、總裝圖設(shè)計(jì)，并完成機(jī)繪圖。6.106.18 撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)、整理圖紙。6.196.26 互評(píng)、答辯。指導(dǎo)教師意見(jiàn)指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日教研室意見(jiàn)教研室主任簽字： 年 月 日