中型汽車循環(huán)球液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)（整體式循環(huán)球動(dòng)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(jì)（整體式循環(huán)球動(dòng)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(jì),整體,動(dòng)力,轉(zhuǎn)向器 大學(xué) 開 題 報(bào) 告 題 目 中型汽車 循環(huán)球液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真分析 指 導(dǎo) 教 師 院（系、部） 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 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(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，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(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置具有操作輕便、 轉(zhuǎn)向靈活、 隨動(dòng)精度高、 能吸收路面沖擊波等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)能夠依靠機(jī)械轉(zhuǎn)向器實(shí)現(xiàn)應(yīng)急轉(zhuǎn)向。由于本次設(shè)計(jì)對(duì)象為中型汽車，所以將采用液壓助力方式對(duì)其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。作為汽車的一個(gè)重要組成部分，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是決定汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成，它對(duì)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(jì)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(jī)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(duì)更多不同水平的駕駛?cè)巳?，汽車的操縱設(shè)計(jì)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(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,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(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(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)和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。3)汽車電動(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(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時(shí)提供助力,而且還能在高速時(shí)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(yù)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(jì)主要是對(duì)整體式循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)，因此，利用相關(guān)汽車設(shè)計(jì)的知識(shí)，首先對(duì)汽車總體參數(shù)進(jìn)行確定，在此基礎(chǔ)上，對(duì)轉(zhuǎn)向器，分配閥，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行選型，接著再對(duì)轉(zhuǎn)向器，分配閥和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)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(diǎn)考慮：一是汽車總體構(gòu)架參數(shù)對(duì)汽車轉(zhuǎn)向的影響；二是轉(zhuǎn)向器的選型、計(jì)算及校核；三是分配閥的選型，計(jì)算和校核，四是轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的主要部件的設(shè)計(jì)；在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，關(guān)鍵的問題包括：1）對(duì)整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)，即對(duì)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)，解決設(shè)計(jì)中的功能分析，工藝方案論證，相關(guān)參數(shù)計(jì)算及校核。2）對(duì)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)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(yùn)用軟件實(shí)現(xiàn)三維實(shí)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?yán)碚?，汽車?gòu)造，汽車設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)等。 （3）設(shè)計(jì)方法包括查找文獻(xiàn)資料，閱讀相關(guān)書籍，以及三維仿真分析驗(yàn)證。根據(jù)設(shè)計(jì)中已知參數(shù)并結(jié)合已學(xué)的理論知識(shí)，分析并計(jì)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(yàn)公式對(duì)轉(zhuǎn)向器的重要部件進(jìn)行強(qiáng)度校核，校核的結(jié)果不符合國(guó)家相關(guān)要求則需要重新計(jì)算，當(dāng)結(jié)果滿足要求的時(shí)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(jì)工作。 （4）技術(shù)路線 調(diào)查研究 開題報(bào)告 汽車總體參數(shù)的確定 轉(zhuǎn)向器的確定 動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)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(dòng)機(jī)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(jì)計(jì)算 轉(zhuǎn)向系機(jī)構(gòu)元件選型 整體式轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)計(jì)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(jiǎn)介 說明設(shè)計(jì)內(nèi)容的背景意義，為設(shè)計(jì)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(dòng)比等。 4.機(jī)械轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì) 機(jī)械轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括尺寸計(jì)算及校核。 5.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括動(dòng)力缸尺寸計(jì)算和分配閥的參數(shù)選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算等和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的臂、桿件的設(shè)計(jì)等。 6.三維建模及仿真分析 5. 預(yù)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(jì)計(jì)算說明1份 翻譯相關(guān)外文文獻(xiàn)1篇 三、研究進(jìn)度 第1周—第4周：畢業(yè)實(shí)習(xí)，收集資料，撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。 第5周：撰寫開題報(bào)告，進(jìn)行開題答辯。 第6周—第7周：進(jìn)行參數(shù)選擇，并進(jìn)行循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核。 第8周—第9周：進(jìn)行液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置方案分析與選擇，進(jìn)行液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的計(jì)算和校核。 第10周—第11周：進(jìn)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(qiáng)度校核，并編寫設(shè)計(jì)說明書。 第12周—第13周：進(jìn)行轉(zhuǎn)向系統(tǒng)二維圖紙，三維圖紙的繪制并進(jìn)行仿真分析。 第14周—第15周：整理設(shè)計(jì)資料，打印輸出，提交設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)備答辯，論文評(píng)閱。 第16周：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 四、主要參考文獻(xiàn) [1] 曉青. 現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)[J]上海汽車, 2004,(11). 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