机械毕业设计（论文）开题报告-柴油动力微型客车转向系设计

1、河南科技大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）学院： 车辆与交通工程学院 2015年 3 月31 日课题名称柴油动力微型客车设计（转向系设计）学生姓名专业班级车辆112课题类型工程设计指导教师职称副教授课题来源1. 设计（或研究）的依据与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。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。随着汽车工业的飞速发展以及人们对于舒适、安全性能要求的不断提高，对转向器的安全性及操作稳定性的要求也进一步提高。 汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轿车而言，实现汽车转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定角度。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，即称为汽车转向系统。因此，汽车转向系的功用是，保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。按转向能源的不同 ，转向系可分为机

2、械转向系和动力转向系。转向系以驾驶员的体力作为转向能源的转向系，叫机械转向系；兼用驾驶员体力和发动机的动力为转向能源的转向系叫动力转向系。传统的汽车转向系统是机械转向系，汽车的转向运动是由驾驶员操纵方向盘，通过转向器和一系列的杆件传递到转向车轮而实现的。机械式转向器形式可以分为：齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式，常用的是齿轮齿条式和循环球式。目前大部分低端微客采用的就是齿轮齿条式机械转向系统。但是，随着汽车工业的快速发展，汽车的时速也在快速提升。高速汽车转向时的阻力矩比普通汽车要大得多，单靠选用角传动比较大的转向器来提高机械转向系的传动效率，远不能满足转向轻便和行车安全的要求，机械转向系也很难兼顾操纵省力和灵敏两方面的要求。因此，助力转向系统应运而生，助力转向系的转向加力装置是以发动机输出的动力为能源来增大驾驶员操纵转向轮转向的力量，从而使操纵十分简单，同时选用传动比较小的转向器角传动比，还能满足转向灵敏的要求。目前已在各类各级汽车上获得广泛应用。 本次设计通过分析转向器的功能要求，结合转向器的布置设计，比较各类型的转向器的优缺点设计一款转向器。根据一些指定的参数结合汽车设

3、计和其他相关书籍中关于转向器的理论知识，给出了优化设计的目标函数和设计变量的选择范围，使设计出的转向器符合使用要求。并通过汽车转向器的设计，培养理论联系实际的设计思想，巩固和加强所学的专业知识，加强机械设计计算和编写技术文件等的基本功能，为以后从事汽车设计方面的工作奠定良好的基础。2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述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。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。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。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

4、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操纵力的同时, 也使转向变得更为灵敏。随着技术的发展,液压动力转向系统在体积、价格和所消耗的功率等方面都取得了惊人的进步。今天,液压动力转向系统几乎成为销售汽车的标准装备。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。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。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。新一代的EPS则不仅在低速和停车时提供助力，而且还能在

5、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。 汽车线控转向系统由方向盘模块、转向执行模块和主控制器3个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助模块组成。它是一种全新概念的转向系统，由于其取消了方向盘与转向车轮间的机械连接，通过软件协调它们之间的运动关系，可以实现一系列传统转向系统无法实现的特殊功能。汽车线控转向系统能够减轻驾驶员的负担、提高整车主动安全性，使汽车性能适应更多非职业驾驶员的需求，对广大消费者有着巨大的吸引力9。但是由于可靠性要求及制造成本较高，该系统距离普及仍有一段距离。3. 课题设计（或研究）的内容本毕业论文课题的研究内容主要包括： 1. 熟悉和掌握汽车转向系统的现状及其各大类型分类； 2. 比较研究各种汽车转向系统在实际汽车车型中的应用； 3. 熟悉和掌握汽车转向系统的结构构造和工作原理； 4. 熟悉和掌握汽车转向系统的功能特点和关键技术参量； 5. 分析和研究汽车转向系统在国产化设计、制造时的应注意的事项； 6. 分析未来汽车转向系统的发展新趋势 总之，本设计的主要工作就是设计汽车转向系统的结构组

6、成、功能特点和技术参量；通过大量的数据文献资料及实践调研得出汽车转向系统的实际应用。 4. 设计（或研究）方法为了提高驾驶舒适度，减驾驶员的负担，本方案采用液压助力转向系统，以减轻驾驶员的转向力。1、机械式转向器的选择机械式转向器常见的有齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。齿轮齿条式转向器利用齿轮齿条将方向盘的回转运动转换为横拉杆的直线运动，由于齿条可集成为横拉杆的一部分，固可省去转向直拉杆，使转向系结构，体积减小，所以本转向器采用齿轮齿条式结构。目前大部分客车转向系统也都采用该结构。2、布置方案的选择 液压动力转向系中，根据机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者在转向装置中的布置和联接关系的不同，液压式动力转向装置分为整体式、组合式和分离式三种结构形式。整体式结构紧凑、占用空间少，且适用于齿轮齿条式转向器，加上由于微型客车空间限制，本设计选用整体式布置方法。5. 实施计划5周 调研，搜索、分析资料。6周 全组集体讨论，确定总体方案与部件方案，撰写开题报告79周 完成主要总图设计。1011周 完成零、部件图设计，并完成机绘图。1213周 按要求整理、编写设计说明书、整理图纸及全部设计文件，最后交卷。14周 老师审核、护审评阅设计，答辩，评定成绩。指导教师意见指导教师签字： 年 月 日教研室意见 教研室主任签字： 年 月 日

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