车辆工程毕业设计（论文）开题报告-东风越野平板运输车转向机构设计.doc

sy-025-by-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级b07- 8班指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称 东风越野平板运输车转向机构设计一、课题研究现状、选题目的和意义（一）研究现状1. 平板运输车应用现状随着我国造船业和桥梁建筑业的发展，各大运输企业陆续从国外引入了一些大型自行式平板车来满足生产要求，但存在成本高、维护不及时等问题。针对这种情况，有必要研制拥有自主知识产权的国产高性能自行式动力平板运输车。国外自行式动力平板车的技术起步早，专业化程度高，其技术已很成熟。目前国际上大型的液压平板车的品牌主要有cometto（科米托）、goldhofer（歌德浩夫）、nicolas（尼古拉斯）和scheuerle（索爱勒）等。国内有上海电力环保设备总厂有限公司、郑州大方桥梁机械有限公司等。目前国内各工程项目的不断开展， 带动了平板车市场强劲的籍求， 尤其是大吨位平板车。以运梁车为例，运梁车是高速铁路施工中的重要设备，拟建中的京沪高速铁路线路全长的60%以上将建在桥上，全跨预注、逐跨架设的简支箱梁及小跨度连续梁将成为桥梁建设的主体，而平板车是预制梁的最好运输工具。因此平板车在国内有着极大的发展空间和市场潜力， 尤其是大型平板车。随着平板车设计、制造技术的不断优化和平板车功能的延伸。平板车的技术日趋先进和复杂。（1）平板车的吨位不断增加(额定载重量达100t)，长度很长（l20 米），宽度很宽(b4米)等，在长度较长时，如何使主梁在满足强度的前提下，主梁还有略有上弓要求；在台面宽度较宽时，整车转向不用回转支承，而是拉杆，相比成品回转支承转向来说，拉杆平板车运行中更稳固、安全；拉杆系统设计和其转向润滑机构设计是此类平板车设计的技术核心及发展趋势。（2）对于部分客户需求的中大吨位平板拖车，要求自带停车制动和行车制动，行车制动有液压制动和气压制动，液压制动应尽量采用多回路设计，避免制动滞后和回路动力损失；气压制动设计技术核心在于其与发动机及制动桥的匹配衔接；（3）自带动力源平板车的设计开发，采用交流控制、交流再生制动、液压马达驱动齿轮转向技术等，满足特殊场合极小转弯半径下的使用需求。上述平板车中的特殊要求大大超出了普通平板车的设计制造技术，它的设计技术代表了平板车技术发展的趋势，同时也反映了平板车生产企业的技术含金量。2. 转向器研究和制造现状汽车转向器属于对行驶安全影响较大的零部件，在汽车系统中占据了一个重要的位置，其规模和质量已成为衡量汽车工业发展水平的重要标志之一。在重型汽车、大型客车等载重量较大的汽车中，通常用动力转向器来操纵汽车行驶方向。由于动力转向系统有着传统机械式转向系统无法比拟的优点，例如：转向轻便灵敏，回位性能及手感良好，极大的减轻了汽车驾驶员的工作强度，特别适用于汽车在高速行驶时的转向。因此目前国内外生产的汽车越来越多地配置了动力转向系统。从世界上第一辆汽车问世至今，汽车工业已经经历了百年的发展历程。自上世纪四十年代起，为减轻驾驶员体力负担，在机械转向系统基础上增加了液压助力系统它是建立在机械系统的基础之上的，额外增加了一个液压系统hps(hydraulic power steering)，一般有油泵、v形带轮、油管、供油装置、助力装置和控制阀。它具有工作无噪声，其灵触度高、体积小，能够吸收来自不平路面的冲击力等方面的优点并且其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。现在液压助力转向系统在实际中应用的最多。在当时这个助力转向系统最重要的新功能是液力支持转向的运动，因此可以减少驾驶员作用在方向盘上的力。现代的汽车与发展初期相比，广泛地应用了各种高新技术，并且还在发生更深刻的变革。转向系统作为汽车底盘中的独立分系统，在汽车技术发展的过程中也经历了深刻的变革。转向技术的发展基本上经历了机械转向、液压(气压)动力转向、电子控制液压动力转向、电动转向、电子线控转向和主动转向几个阶段，它们分别代表了转向技术的过去、现在和将来。（1）机械转向机构几十年来，各种汽车都使用循环球式转向器。由于这种转向器是滚动摩擦形式，因而正传动效率很高，操作方便且使用寿命长，而且承载能力大，广泛应用于载货车上。从70 年代起轿车兴起了齿轮齿条转向器，这种转向机构由方向盘、转向轴、万向节、转动轴、转向器、转向传动杆和转向轮(前轮)等组成。方向盘操纵转向器内的齿轮转动，齿轮与齿条紧密啮合，推动齿条左移动或右移动，带动转向轮摆动，从而改变轿车行驶的方向。这种转向机构与循环球式等其它类型的转向机构比较，省略了转向摇臂和转向主拉杆，具有构件简单，传动效率高的优点。而且它的逆传动效率也高，在车辆行驶时可以保证偏转车轮的自动回正，驾驶者的路感性强。（2）动力转向系统现代轿车马力大、速度快，为了操纵的轻便和灵敏，中高档轿车的转向器都普遍应用动力转向系统。采用动力转向的最直接的目的是减小手动转向力矩，改善转向轻便性，同时也可以改善转向的平稳性及汽车的操纵稳定性。动力转向根据工作介质的不同，可以分为气压式和液压式。气压式动力转向系统的工作压力比较低，一般不高于0.7mpa，对于需要较大助力的汽车，气压式动力转向系统的尺寸将过于庞大，所以已经很少采用。相比之下，液压动力转向系统的工作压力可高达10mpa 以上，液压动力转向系统的部件尺寸也很小，并且工作时噪声极低，工作滞后时间短，能够吸收来自不平路面的冲击，所以液压动力转向系统在各级各类汽车上获得了广泛的应用。（3）电动动力转向系统电动动力转向系统以电动机为动力源，电动机由汽车电源供电。在操纵方向盘时，扭矩传感器根据力的大小产生出相应的电压信号， 由此电动助力转向系统就可以检测出操纵力的大小；同时根据车速传感器产生的脉冲信号又可测出车速、再控制电动机的电流大小，从而形成适当的转向助力，提高操纵的轻便性。（4）电子线控转向系统电动转向系统零部件少、结构紧凑、所占空间较少、重量轻，其重量可比液压动力转向系统轻25%；由于电动机只是在转向时才接通，故可节约燃油约2.5%；电动转向还可有各种安全保护措施和故障自诊断功能; 且电动转向系统与汽车上其它电气设备相连接，有助于四轮转向的实现，并能促进悬挂系统的发展。汽车电子转向系统是一种全新概念的转向系统，其取消了方向盘和转向车轮之间的机械连接，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。它可以实现传动比的任意设置，并对随车速变化的参数进行补偿。并且可以和abs、汽车动力学控制、防碰撞、单个车轮转向、轨道跟踪、自动侧向导航等功能相结合，实现对汽车的整体控制。电子转向系统由于取消了方向盘和转向轮之间的机械连接，完全摆脱了传统转向系统的各种限制，不但可以自由设计汽车转向的力传递特性，而且可以设计汽车转向的角传递特性，给汽车转向特性的设计带来无限的空间，是汽车转向系统的重大革新。（5）主动转向系统主动前轮动力转向afs（active front steering）的出色性能主要归功于先进的转向动力学技术，其性能与采用电子传控转向系统相类似。电子控制的动力转向系统使车轮转向角能够大于或小于驾驶员操纵方向盘的转向角。主动转向系统的基础是行星齿轮系统，它由3 个主要部分组成：太阳轮在中心，一套行星齿轮围绕着太阳轮，大齿轮环在最外侧，内齿与行星齿轮啮合。太阳轮和行星齿轮分别是输入和输出端，大齿圈与电控电机在外部啮合。当电机不转时，转向速比被固定，一旦电机按指令作出动作后，转速比就会改变。（二）目的和意义牵引车属于专用汽车，采用可拼接、模块化组合方式，可以根据所运设备的具体情况和路面条件进行不同形式的组合以适应各种运输要求。但现有的运输车存在成本高、维护不及时等问题。针对这种情况，有必要研制拥有自主知识产权的国产高性能牵引车。目前自行式牵引车的转向系统采用液压独立转向，其转向角度可达到 47以上。本设计的牵引车它的转向行驶模式有:直行、斜行、横行，正常转向行驶。转向灵活，成本低。现在，世界各国著名零件厂商正在大力研究开发一种新型的动力转向系统，即电子控制电动动力转向系统。电子控制电动动力转向系统是在机械转向系统的基础上，根据作用在转向盘上的转矩信号和车速信号，通过电子控制装置使电机产生相应大小和方向的辅助力，协助驾驶员进行转向操纵，并获得最佳转向特性的伺服系统。随着世界各国国民经济的增长，公路交通状况不断改善，对汽车的专业化、高速化、重型化的要求越来越明显，世界各国对专用汽车的需求逐年增加。近年来，专用汽车增长率均大于载货车增长率，各国专用车的产量占载货车产量的比率逐年递增，发达国家尽量以专用车替代载货汽车。目前专用汽车占载货汽车市场的半壁江山。从世界各国专用汽车的技术含量看，专用汽车技术含量比普通载货汽车高，而重型专用汽车属于高技术、高附加值产品，其附加值达40%以上。本设计的目的就是以我国现今发展情况探讨开发一种适合我国国情、满足未来市场需求的牵引车循环球式转向器，并在重型汽车的转向系统、转向装置、动力转向装置等底盘转向部件上进行重点探讨。要求设计方法简单、可靠、使用，设计出的底盘具有较高的安全性、可靠性、实用性、经济性，满足当前重型车辆使用中对转向系统基本的使用性能要求，并在方案实施上具有一定的可行性。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题基本内容：（1）行式平板运输车独立转向机构总体设计方案分析确定；（2）确定机械转向器部分的性能参数（3）行式平板运输车独立转向器结构的选择与设计；解决问题：转向机构结构的设计，选型，尺寸参数的确定:由于齿轮齿条式转向器逆效率高（60%70%），汽车在不平路面上行驶时发生在转向轮与路面间冲击力的大部分能传至转向盘，反冲现象会使驾驶员紧张，并难以控制汽车行驶方向，转向盘突然转动又会造成“打手”，同时对驾驶员造成伤害。蜗杆滚轮式转向器正效率低，工作齿面磨损后调整啮合间隙比较困难，传动比不能变化。固定销蜗杆指销式转向器结构简单，制造容易，但因销不能自转，指销工作部位基本不变，所以磨损快、工作效率低。旋转销式转向器的效率高、磨损小，但是结构复杂。双销式的结构较单销式复杂，尺寸及质量也较大，且对两指销间的位置精度、蜗杆上螺纹槽的形状及尺寸精度要求较高，角传动比的变化特性及传动间隙特性的变化也受到限制。根据原始数据确定各项参数。三、技术路线（研究方法）收集资料、可行性分析总体传动方案确定转向器的运动和受力分析计算转向器的设计计算转向器装配草图设计设计零件图设计、液压系统设计零件图、正式装配图设计计算说明书四、进度安排（1）第 1 2周（2011年2月28日2011年3月13日） 调研、开题报告，开题答辩（2）第 3 4周（2014年3月14日2011年3月27日） 总体传动方案确定（3）第 5 6周（2011年3月28日2011年4月10日） 传动参数设计计算（4）第 7 9周（2011年4月11日2011年5月 1日） 转向器装配草图设计（5）第1011周（2011年5月 2日2011年5月15日） 转向器正式装配图设计（6）第1213周（2011年5月16日2011年5月29日） 零件图设计、液压系统设计（7）第1415周（2011年5月30日2011年6月12日） 编写设计说明书（8）第16周（2011年6月13日2011年6月19日） 设计审核、修改（9）第17周（2011年6月20日2011年6月26日） 毕业设计答辩准备及答辩五、参考文献01 陈燎，田晋跃，殷金鉴，赵煦。130t升降平台运输车转向系统设计. 工程机械，2001年 第32卷 第01期 02 丁礼灯，杨家军，刘照。廖道训等.汽车动力转向器转向力矩的分析与计算.三峡大学学报(自然科学版)，2001，3.03 张高升，郑绍春，魏艳。wtw90型重型平板运输车非线性转向系统控制方法研究j武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2008，4 04 张玉莹 循环球式转向器设计的几个问题j二汽科技 1987，1005 朱福培，张枫念。循环球式转向器设计中的一些问题探讨j汽车研究与开发 1996，1206 毛元祥，丁诚，刘海峰，容青松，罗爱玲。循环球式动