東風(fēng)輕型貨車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)DOC

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名鄭蕊系部汽車(chē)工程系專(zhuān)業(yè)、班級(jí)車(chē)輛076班指導(dǎo)教師姓名姚佳巖職稱(chēng)副教授從事專(zhuān)業(yè)車(chē)輛工程是否外聘是否題目名稱(chēng)東風(fēng)輕型貨車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義作為汽車(chē)的一個(gè)重要組成部分, 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是決定汽車(chē)主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成, 如何設(shè)計(jì)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向特性, 使汽車(chē)具有良好的操縱性能, 始終是各汽車(chē)生產(chǎn)廠家和科研機(jī)構(gòu)的重要研究課題。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, 針對(duì)更多不同水平的駕駛?cè)巳? 汽車(chē)的操縱設(shè)計(jì)顯得尤為重要。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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)基本發(fā)展階段。1)純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng),由于采用純粹的機(jī)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(pán), 這樣一來(lái), 占用駕駛室的空間很大, 整個(gè)機(jī)構(gòu)顯得比較笨拙, 駕駛員負(fù)擔(dān)較重, 特別是重型汽車(chē)由于轉(zhuǎn)向阻力較大,單純靠駕駛員的轉(zhuǎn)向力很難實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向, 這就大大限制了其使用范圍。但因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉, 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)用車(chē)上仍有使用。2)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),1953 年通用汽車(chē)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(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在體積、功率消耗和價(jià)格等方面都取得了很大的進(jìn)步。80 年代后期, 又出現(xiàn)了變減速比的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在接下來(lái)的數(shù)年內(nèi), 動(dòng)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(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 PowerSteering, 簡(jiǎn)稱(chēng)EHPS) 系統(tǒng)。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)向需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系Q Q1537693694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)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(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(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS),EPS 在日本最先獲得實(shí)際應(yīng)用, 1988 年日本鈴木公司首次開(kāi)發(fā)出一種全新的電子控制式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng), 并裝在其生產(chǎn)的Cervo 車(chē)上, 隨后又配備在Alto 上。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。日本的大發(fā)汽車(chē)公司、三菱汽車(chē)公司、本田汽車(chē)公司, 美國(guó)的Delphi公司, 英國(guó)的Lucas 公司, 德國(guó)的ZF 公司, 都研制出了各自的EPS。EPS 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(jìn)一步加強(qiáng)。日本早期開(kāi)發(fā)的EPS 僅低速和停車(chē)時(shí)提供助力, 高速時(shí)EPS 將停止工作。新一代的EPS 則不僅在低速和停車(chē)時(shí)提供助力, 而且還能在高速時(shí)提高汽車(chē)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(yīng)用范圍將越來(lái)越大。4)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng),線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)( Steering by Wire-SBW) 是更新一代的汽車(chē)電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng), 線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與上述各類(lèi)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的根本區(qū)別就是取消了轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接。該系統(tǒng)具有兩個(gè)電機(jī):路感電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)。路感電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向柱上, 控制器根據(jù)汽車(chē)轉(zhuǎn)向工況控制路感電機(jī)產(chǎn)生合適的轉(zhuǎn)矩, 向駕駛員提供模擬路面信息。驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在齒條上, 汽車(chē)的轉(zhuǎn)向阻力完全由驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)克服, 轉(zhuǎn)向盤(pán)只是作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)轉(zhuǎn)角信號(hào)輸入裝置。線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠提高汽車(chē)被動(dòng)安全性, 有利于汽車(chē)設(shè)計(jì)制造, 并能大大提高汽車(chē)的乘坐舒適性。但是由于轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向柱之間無(wú)機(jī)械連接, 生成讓駕駛員能夠感知汽車(chē)實(shí)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(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前處于研究階段, 只配備在一些概念汽車(chē)上。汽車(chē)轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展, 技術(shù)日趨完善。今后, 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將進(jìn)一步成熟, 線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將成為我們需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系Q Q1537693694研究的努力方向。純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉, 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)用車(chē)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(chē)輛上廣泛應(yīng)用; EPS 以其特有的優(yōu)越性而得到青睞, 它代表著未來(lái)動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展方向, EPS 將作為標(biāo)準(zhǔn)配置裝備到汽車(chē)上, 未來(lái)一段時(shí)間在動(dòng)力轉(zhuǎn)向領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位; 而SBW 由于有利于提高汽車(chē)被動(dòng)安全性、有利于汽車(chē)設(shè)計(jì)制造、有利于提高汽車(chē)乘坐舒適性和汽車(chē)操控穩(wěn)定性等原因, 將成為動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能是汽車(chē)的主要性能之一，直接影響到汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性，它對(duì)于確保車(chē)輛的安全行駛、減少交通事故以及保護(hù)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(jì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使汽車(chē)具有良好的操作性能，始終是設(shè)計(jì)人員的重要研究課題。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中選擇的是機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，選擇的是能將滑動(dòng)摩擦通過(guò)鋼球轉(zhuǎn)變成滾動(dòng)摩擦的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。二、 設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容： 本設(shè)計(jì)的題目是輕型貨車(chē)轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)。以循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)為中心，一是汽車(chē)總體構(gòu)架參數(shù)對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向的影響；二是機(jī)械轉(zhuǎn)式向器的選擇；三是轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇；四是梯形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此本設(shè)計(jì)在考慮上述要求和因素的基礎(chǔ)上需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系Q Q1537693694研究利用轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)帶動(dòng)蝸桿軸旋轉(zhuǎn)，蝸桿軸與扇形齒輪嚙合，通過(guò)安裝在扇形軸上的轉(zhuǎn)向臂向轉(zhuǎn)向拉桿機(jī)構(gòu)傳遞操作力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 (1) 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系方案的設(shè)計(jì) (2) 汽車(chē)轉(zhuǎn)向器方案的設(shè)計(jì) (3) 汽車(chē)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) (4) 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)計(jì)算 (5) 用CAD畫(huà)裝配圖和零件圖，合計(jì)3張零號(hào)圖擬解決的主要問(wèn)題：此次設(shè)計(jì)針對(duì)的是與非獨(dú)立懸架相匹配的整體式兩輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。在輕型貨車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要是對(duì)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)，因此，利用相關(guān)汽車(chē)設(shè)計(jì)和連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，首先對(duì)汽車(chē)總體參數(shù)進(jìn)行確定，在此基礎(chǔ)上，對(duì)轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行選擇，接著再對(duì)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（主要是轉(zhuǎn)向梯形）進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后，利用軟件AUTOCAD完成其設(shè)計(jì)圖紙。轉(zhuǎn)向器在設(shè)計(jì)中選用的是循環(huán)球式齒條齒扇轉(zhuǎn)向器，在對(duì)轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)中，包括了螺桿鋼球螺母?jìng)鲃?dòng)副的設(shè)計(jì)和齒條齒扇傳動(dòng)副的設(shè)計(jì)，前者是基于參照同類(lèi)汽車(chē)，確定出鋼球中心距，設(shè)計(jì)出一系列的尺寸，而后者則是根據(jù)汽車(chē)前軸的載荷來(lái)確定出齒扇模數(shù)，再由此設(shè)計(jì)出所有參數(shù)的。轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)選用的是整體式轉(zhuǎn)向梯形，在設(shè)計(jì)中借鑒同類(lèi)汽車(chē)轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)尺寸對(duì)轉(zhuǎn)向梯形進(jìn)行尺寸初選。再通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向內(nèi)輪實(shí)際達(dá)到的最大偏轉(zhuǎn)角時(shí)與轉(zhuǎn)向外輪理想最大偏轉(zhuǎn)角度的差值的檢驗(yàn)，和作為一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)對(duì)其最小傳動(dòng)角的檢驗(yàn)，來(lái)判定轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)是否符合基本要求。三、技術(shù)路線(xiàn)（研究方法）完成說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)完成CAD繪圖轉(zhuǎn)向系的選擇轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)選擇轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)元件整體式轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)型式選擇及其設(shè)計(jì)計(jì)算轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)計(jì)算轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇轉(zhuǎn)向梯形的選擇汽車(chē)轉(zhuǎn)向系方案的選擇輪胎的確定發(fā)動(dòng)機(jī)的確定汽車(chē)主要參數(shù)的確定汽車(chē)形式的確定汽車(chē)總體參數(shù)的確定 開(kāi)題報(bào)告 調(diào)查研究四、進(jìn)度安排 (1) 收集資料，調(diào)研，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 第一周 (2) 周四交開(kāi)題報(bào)告，實(shí)習(xí)了解轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造 第二周 (3) 完成各參數(shù)的設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核工作，至少應(yīng)有裝配圖的草圖 第三周-第七周 (4) 中期檢查，畫(huà)裝配圖和零件圖 第八周 (5) 畫(huà)裝配圖和零件圖，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 第九周-第十一周 (6) 交畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和裝配圖、零件圖，修改 第十二周 (7) 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師審核 第十三周 (8) 畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 第十四周 (9) 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱或預(yù)審 第十五周(10) 畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 第十六周(11) 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 第十七周五、參考文獻(xiàn) 1 劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì)M.北京：清華大學(xué)出版社，2001 2 陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造M.北京：人民交通大學(xué)出版社，2008 3 王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 4 李慶華.材料力學(xué)M.成都：西南交通大學(xué)出版社，2006 5 余志生.汽車(chē)?yán)碚揗.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 6 劉朝儒.機(jī)械制圖M.北京：高等教育出版社，2001 7 汽車(chē)工程手冊(cè)編輯委員會(huì). 汽車(chē)工程手冊(cè)M：基礎(chǔ)篇.北京：人民交通出版社，2001 8 汽車(chē)工程手冊(cè)編輯委員會(huì). 汽車(chē)工程手冊(cè)M：設(shè)計(jì)篇.北京：人民交通出版社，2001 9 季學(xué)武.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展與節(jié)能J.世界汽車(chē)，2001,1010 徐梁征，肖成永等.汽車(chē)列車(chē)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及控制系統(tǒng)仿真J.計(jì)算機(jī)仿真，2003,1211 宋曉琳，徐成，殷其華.汽車(chē)轉(zhuǎn)向器總成性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)J.汽車(chē)科技，2002,512 丁禮燈，楊家軍等.汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向力矩的分析與計(jì)算J.三峽大學(xué)學(xué)報(bào) ( 自然 科學(xué)版)，2001,313 王玉梅，岳靜等.微型汽車(chē)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器齒扇設(shè)計(jì)參數(shù)分析J.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2006,26（2）：14514714 鐘兵.低速汽車(chē)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)J.山東五征集團(tuán)汽車(chē)研究所.2006，4（3）：545515 邱峰.汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)與關(guān)鍵技術(shù)J.輕型汽車(chē)技術(shù)，2001,516 Masahiko Hurishige, Takayuki Kifuku, Noriyuki Inoue. A Control Strategy to Reduce Steering Torque for Stationary Vehicles Equipped With EPS. Mitsubishi Electric Cop17 Zuo Li, Wu Wenjiang, Study on Stability of Electric Power Steering System 18 Moriwaki, K，On automatic motion control with optimization，SICE 2003 Annual Conference六、備注指導(dǎo)教師意見(jiàn)：簽字： 年 月 日