某型汽车转向系统设计与分析【轿车齿轮齿条式转向器】开题报告

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开 题 报 告1．选题依据：1.1、国内外研究现状作为汽车的一个重要组成部分，汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键总成，如何设计汽车的转向特性，使汽车具有良好的操纵性能，始终是各汽车生产厂家和科研机构的重要研究课题 [1]。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的操纵设计显得尤为重要。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 个基本发展阶段 [2]。机械式的转向系统，采用纯粹的机械解决方案，为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘，因此占用的空间很大，整个机构显得比较笨拙，驾驶员负担较重，特别是重型汽车转向阻力较大，单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向，这就大大限制了其使用范围 [3]。但因结构简单、工作可靠、造价低廉，目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用 [4]。自 1953 年通用汽车公司在凯迪莱克和别克轿车上首次批量使用液压动力转向系统（HPS）以来, 液压动力转向系统给汽车带来了巨大的变化:人不再需要靠大直径的转向盘来产生足够的转向力矩, 转向盘的减小, 使得驾驶室变得宽敞起来, 座椅布置也变得更为舒适了;液压动力转向系统在降低了转向价格和所消耗的功率等方面都取得了惊人的进步 [5]。今天,液压动力转向系统几乎成为销售轿车的标准装备 [6]。 电动助力转向（EPS）在日本最先获得实际应用，1988 年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统，并装在其生产的 Cervo 车上，随后又配备在Alto 上 [7]。此后，电动助力转向技术得到迅速发展，其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展 [8]。日本的大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司，美国的 Delphi 公司，英国的 Lucas 公司，德国的 ZF 公司，都研制出了各自的电动助力转 向系统。电动助力转系系统的助力形式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展，并且其控制形式与功能也进一步加强。日本早期开发的 EPS 仅低速和停车时提供助力，高速时 EPS 将停止工作 [9]。新一代的 EPS 则不仅在低速和停车时提供助力，而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。随着电子技术的发展，EPS 技术日趋完善，并且其成本大幅度降低，为此其应用范围将越来越大 [10] 。1.2、设计内容（1）转向系的方案设计。 （2）转向系操纵机构的设计。 （3）转向系传动机构的设计。 （4）转向器的设计。 （5）转向梯形的设计。 （6）转向系各组成部件的强度校核。1.3、实用价值和意义转向系统是整车系统中必不可少的最基本的组成系统。汽车在行驶过程中能按照驾驶员的操纵要求而适时地改变其行驶方向，并在受到路面传来的偶然冲击及汽车意外地偏离行驶方向时，能与行驶系统配合共同保持汽车继续稳定行驶 [11]。因此，转向系统的性能直接影响着汽车的操纵稳定性和安全性，也是决定汽车主动安全性的关键总成。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，它对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用[12][13]。参考文献：[1] 周松盛. 汽车双前桥转向系统的分析、建模仿真与优化[D].武汉理工大学，2009.4. [2] 郭孔辉.汽车操纵动力学［M］.长春：吉林科学技术出版社，2001.[3] 汪珊. 重型汽车双前桥转向系统的建模及优化[D].武汉理工大学，2009.6. [4] 孙玉华.线控转向系统的设计及其特性的研究［D］.成都：西华大学，2009.[5] 王望予.汽车设计[M].北京.机械工业出版社.2004. [6] 刘惟信.汽车设计[M].北京.清华大学出版社.2001. [7] 唐金松.简明机械设计手册[M].上海科学技术出版社，2000.[8] 臧杰，阎岩.汽车构造：下册[M].北京：机械工业出版社.2005.8. [9] 鲁民巧.汽车构造[M].北京：机械工业出版社.2003.9[10] 钟兵.低速汽车转向系设计[J].农业装备与车辆工程.2006.4. 50~55 [11] 郑校英.上海桑塔纳轿车齿轮齿条转向系设计剖析[J].当代汽车.1990.5.16~20 [12] 朱华.发展中的现代汽车转向系统［J］.城市车辆，2008（7）：53~55.[13] 罗绍新，冯永伟，王芙蓉.电控液压动力转向系统的研究［J］.机床与液压，2010，10（10）：106~ 108.[14] QingHui Yuan and Bo Xie. Modeling and Simulation of a Hydraulic Steering System[M] SAE Int. J. Commer. Veh., Apr 2009; 1: 488~494. [15] Takamitsu Tajima, Hideyuki Fujita, Kouichi Sato, and Yoshimi Nakasato.Development of the Next-generation Steering System[M] SAE Int. J. Passeng. Cars Mech. Syst., Aug 2010; 3: 633~643. 开 题 报 告２．设计方案：2.1、研究的具体内容（1）转向系的方案设计。 （2）转向系操纵机构的设计。 （3）转向系传动机构的设计。 .（4）转向器的设计。 （5）转向梯形的设计。 （6）转向系各组成部件的强度校核。2.2、研究拟采用的方法（1）.查阅资料确定某型汽车的所使用转向器的类型，转向系的角传动比 ，转矩传 动比（2）.阅资料和学过的知识，根据选择的性能参数设计计算（3）.通过网络和查阅资料研究转向器角传动比的变化规律（4）.对转向器的受力情况进行强度校核。（5）.用 CAD 绘图软件绘制所设计的零件图和装配图。2.3、进度安排（1）.2 月 13 日~2 月 23 日 收集整理与毕业设计有关的资料 （2）.2 月 14 日~3 月 3 日 提交开题报告 （3）.3 月 4 日~5 月 30 日 完成毕业设计的初稿，交老师 （4）. 5 月 1 日~5 月 19 日 设计图纸、说明书、毕业论文的修改完善，并提交。 （5）. 毕业设计答辩 开 题 报 告指导教师意见：指导教师： 年 月 日