中型汽車循環(huán)球液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計（整體式循環(huán)球動力轉(zhuǎn)向器）

中型汽車循環(huán)球液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計（整體式循環(huán)球動力轉(zhuǎn)向器）,中型,汽車,循環(huán),液壓,助力,轉(zhuǎn)向,系統(tǒng),設(shè)計,整體,動力,轉(zhuǎn)向器 大學 開 題 報 告 題 目 中型汽車 循環(huán)球液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計及仿真分析 指 導 教 師 院（系、部） 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 日 期 7 一、選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀 1. 目的、意義 轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行駛方向的機構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。汽車液壓動力轉(zhuǎn)向裝置具有操作輕便、 轉(zhuǎn)向靈活、 隨動精度高、 能吸收路面沖擊波等優(yōu)點，并且能提供大的轉(zhuǎn)向操縱助力，在液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠依靠機械轉(zhuǎn)向器實現(xiàn)應(yīng)急轉(zhuǎn)向。由于本次設(shè)計對象為中型汽車，所以將采用液壓助力方式對其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。作為汽車的一個重要組成部分，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是決定汽車主動安全性的關(guān)鍵總成，它對汽車的操縱穩(wěn)定性、平順性和駕駛員的安全駕駛都有著直接的影響。如何設(shè)計汽車的轉(zhuǎn)向特性，使汽車具有良好的操縱性能，始終是各汽車生產(chǎn)廠家和科研機構(gòu)的重要研究課題。特別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，針對更多不同水平的駕駛?cè)巳?，汽車的操縱設(shè)計顯得尤為重要。 2. 研究現(xiàn)狀 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了純機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3個基本發(fā)展階段。1)純機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng),由于采用純粹的機械解決方案,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,這樣一來,占用駕駛室的空間很大特別是重型汽車由于轉(zhuǎn)向阻力較大,單純靠駕駛員的轉(zhuǎn)向力很難實現(xiàn)轉(zhuǎn)向,這就大大限制了其使用范圍。但因結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉,目前在微型轎車、農(nóng)用車上仍有使用。2)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),1953年通用汽車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,使得動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在體積、功率消耗和價格等方面都取得了很大的進步。80年代后期,又出現(xiàn)了變減速比的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在接下來的數(shù)年內(nèi)，動力轉(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力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。3)汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS),EPS在日本最先獲得實際應(yīng)用此后,電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)得到迅速發(fā)展,其應(yīng)用范圍已經(jīng)從微型轎車向大型轎車和客車方向發(fā)展。日本早期開發(fā)的EPS僅低速和停車時提供助力,高速時EPS將停止工作。新一代的EPS則不僅在低速和停車時提供助力,而且還能在高速時提高汽車的操縱穩(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)用范圍將越來越大。 二、研究方案及預期結(jié)果。 3. 主要解決的問題、理論、方法、技術(shù)路線 （1）本次設(shè)計主要是對整體式循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的設(shè)計，因此，利用相關(guān)汽車設(shè)計的知識，首先對汽車總體參數(shù)進行確定，在此基礎(chǔ)上，對轉(zhuǎn)向器，分配閥，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)進行選型，接著再對轉(zhuǎn)向器，分配閥和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)進行設(shè)計計算和校核，最后利用UG和CAXA軟件完成三維二維圖紙。主要有四點考慮：一是汽車總體構(gòu)架參數(shù)對汽車轉(zhuǎn)向的影響；二是轉(zhuǎn)向器的選型、計算及校核；三是分配閥的選型，計算和校核，四是轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的主要部件的設(shè)計；在整個設(shè)計過程中，關(guān)鍵的問題包括：1）對整體式動力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計，即對螺桿—鋼球—螺母傳動副的設(shè)計和齒條—齒扇傳動副的設(shè)計，解決設(shè)計中的功能分析，工藝方案論證，相關(guān)參數(shù)計算及校核。2）對轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)及轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)主要部件的材料、最佳功能及尺寸結(jié)構(gòu)的工藝方案獲得高性能、低成本、高效率、良好的可靠性。3）如何運用軟件實現(xiàn)三維實體模型的建立及仿真分析過程。 （2）理論：主要應(yīng)用的理論有汽車理論，汽車構(gòu)造，汽車設(shè)計，機械設(shè)計等。 （3）設(shè)計方法包括查找文獻資料，閱讀相關(guān)書籍，以及三維仿真分析驗證。根據(jù)設(shè)計中已知參數(shù)并結(jié)合已學的理論知識，分析并計算得到循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后利用相關(guān)經(jīng)驗公式對轉(zhuǎn)向器的重要部件進行強度校核，校核的結(jié)果不符合國家相關(guān)要求則需要重新計算，當結(jié)果滿足要求的時候，可確定其相關(guān)幾何尺寸并完成圖紙的繪制，結(jié)束本論文的設(shè)計工作。 （4）技術(shù)路線 調(diào)查研究 開題報告 汽車總體參數(shù)的確定 轉(zhuǎn)向器的確定 動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)確定 汽車形式的確定 汽車主要參數(shù)的確定 轉(zhuǎn)向閥的選擇 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的選擇 轉(zhuǎn)向系的選擇 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)選擇 轉(zhuǎn)向系的設(shè)計計算 轉(zhuǎn)向系機構(gòu)元件選型 整體式轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算 完成二維，三維圖紙繪制 三維仿真分析 完成說明書的編寫 4. 論文框架 1.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的簡介 說明設(shè)計內(nèi)容的背景意義，為設(shè)計的展開做鋪墊。 2.汽車的主要尺寸以及參數(shù) 列舉所選汽車與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有關(guān)的整車參數(shù)。 3.轉(zhuǎn)向系的方案分析 選擇轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向閥以及分布形式等，轉(zhuǎn)向系的主要性能參數(shù)，正、逆效率以及角，力傳動比等。 4.機械轉(zhuǎn)向器的設(shè)計 機械轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算，包括尺寸計算及校核。 5.動力轉(zhuǎn)向系的設(shè)計 動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的設(shè)計計算，包括動力缸尺寸計算和分配閥的參數(shù)選擇及設(shè)計計算等和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的設(shè)計計算，包括轉(zhuǎn)向機構(gòu)的臂、桿件的設(shè)計等。 6.三維建模及仿真分析 5. 預期結(jié)果 繪制工程圖紙4張（裝配圖1張A0~A1，零件圖3張A3） 編寫設(shè)計計算說明1份 翻譯相關(guān)外文文獻1篇 三、研究進度 第1周—第4周：畢業(yè)實習，收集資料，撰寫實習報告。 第5周：撰寫開題報告，進行開題答辯。 第6周—第7周：進行參數(shù)選擇，并進行循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算與校核。 第8周—第9周：進行液壓式動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)布置方案分析與選擇，進行液壓式動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的計算和校核。 第10周—第11周：進行轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向減震器等主要零部件的分析選擇及強度校核，并編寫設(shè)計說明書。 第12周—第13周：進行轉(zhuǎn)向系統(tǒng)二維圖紙，三維圖紙的繪制并進行仿真分析。 第14周—第15周：整理設(shè)計資料，打印輸出，提交設(shè)計資料，準備答辯，論文評閱。 第16周：畢業(yè)設(shè)計答辯。 四、主要參考文獻 [1] 曉青. 現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢[J]上海汽車, 2004,(11). [2] 余志生.汽車理論[M].北京，機械工業(yè)出版社，2007. [3] 王望予.汽車設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007. [4] 劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華大學出版社，2001. [5] 孫恒.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2006. [6] 孫志禮.機械設(shè)計[M].沈陽：東北大學出版社，2000. [7] 徐灝.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992. [8] 鞏云鵬.機械設(shè)計課程設(shè)計[M]沈陽：東北大學出版社，2000.12. [9] 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.2. [10]王慧.液壓與氣壓傳動[M]沈陽：東北大學出版社，2011.9. [11]史文庫，姚為民.汽車構(gòu)造[M]北京：人民交通出版社.2013.6. [12]臧艷紅，管殿柱.UG NX 8.0三維機械設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.12. [13]徐萃萍，趙樹國.工程材料與成型工藝[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.8. [14]石美玉.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005. [15]Badawy A, Bolourchi F, Gaut S E. SteerTM System Redefines Steering Technology .Automotive Engineer [J]. 1997, 105(9) :15-18 . 五、指導教師意見 指導教師簽字：