乘用車轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)報告。 6. 填寫說明： (1) 課題性質(zhì)：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(zhì) 工程設計 課題名稱 乘用車轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)。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(zhuǎn)向系統(tǒng)是在齒輪齒條機械轉(zhuǎn)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(zhuǎn)發(fā)式液壓動力轉(zhuǎn)向，及控制中的閥芯以旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)閥式齒輪齒條液壓動力轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)分析設計。 1， 對系統(tǒng)油路進行結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)向力矩在原地轉(zhuǎn)向時，助力系統(tǒng)必須滿足此時的轉(zhuǎn)向輕便型要求，原地轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhuǎn)向力矩T’=Tw*S. 2.有推薦值轉(zhuǎn)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(zhuǎn)力矩Th=Fh*Dh/2(Dh為轉(zhuǎn)向盤直徑)。故最大助力轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向器所需流量一般有動力缸活塞有效作用面積和最大轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)運動來控制油路的為轉(zhuǎn)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(zhuǎn)閥進行詳細的的結(jié)構(gòu)，功能分析，繪制所選工程圖（轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)形式（雙作用雙桿結(jié)構(gòu)） 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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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