轿车转向机构设计开题报告

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）开题报告题目名称轿车转向机构设计学生姓名黄朋杰专业班级08机制4班学号0828200070一、 选题的目的和意义：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。就轮式汽车而言，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（一般是前桥）上的车轮（转向轮）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（俗称汽车转向系）。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，转向系可分为机械转向系和动力转向系。转向系以驾驶员的体力（手）作为转向能源的转向系，叫机械转向系。兼用驾驶员体力和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。普通的转向系统建立在机械转向的基础上，通常根据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。常用的有两种是齿轮齿条式和循环球式(用于需要较大的转向力时)。目前大部分低端轿车采用的就是齿轮齿条式机械转向系统。 本课题就齿轮齿条式机械转向系统以为对象，介绍研究轿车上机械动力转向机构的实现方法，以及相关重要参数，总结大学期间学习的各科专业知识，如机械原理、机械设计、机械制造基础等，为以后工作打下实践基础。二、 国内外研究综述：改革开放以来，我国汽车工业发展迅猛。作为汽车关键部件之一的转向系统也得到了相应的发展，基本已形成了专业化、系列化生产的局面。有资料显示，国外有很多国家的转向器厂，都已发展成大规模生产的专业厂，年产超过百万台，垄断了转向器的生产，并且销售点遍布了全世界。1 现代汽车转向装置的设计趋势1.1 适应汽车高速行驶的需要从操纵轻便性、稳定性及安全行驶的角度，汽车制造广泛使用更先进的工艺方法，使用变速比转向器、高刚性转向器。“变速比和高刚性”是目前世界上生产的转向器结构的方向。12 充分考虑安全性、轻便性 随着汽车车速的提高，驾驶员和乘客的安全非常重要，目前国内外在许多汽车上已普遍增设能量吸收装置，如防碰撞安全转向柱、安全带、安全气囊等，并逐步推广。从人类工程学的角度考虑操纵的轻便性，已逐步采用可调整的转向管柱和动力转向系统。 1.3 低成本、低油耗、大批量专业化生产随着国际经济形势的恶化，石油危机造成经济衰退，汽车生产愈来愈重视经济性，因此，要设计低成本、低油耗的汽车和低成本、合理化生产线，尽量实现大批量专业化生产。对零部件生产，特别是转向器的生产，更表现突出。 14 汽车转向器装置的电脑化汽车的转向器装置，必定是以电脑化为唯一的发展途径。2 现代汽车转向装置的发展趋势 21 现代汽车转向装置的使用动态随着汽车工业的迅速发展，转向装置的结构也有很大变化。汽车转向器的结构很多，从目前使用的普遍程度来看，主要的转向器类型有4种：有蜗杆销式(WP型)、蜗杆滚轮式(WR型)、循环球式(BS型)、齿条齿轮式(RP型)。这四种转向器型式，已经被广泛使用在汽车上。据了解，在世界范围内，汽车循环球式转向器占45左右，齿条齿轮式转向器占40左右，蜗杆滚轮式转向器占10左右，其它型式的转向器占5。循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大，日本装备不同类型发动机的各类型汽车，采用不同类型转向器，在公共汽车中使用的循环球式转向器，已由60年代的625，发展到现今的100了(蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经被淘汰)。大、小型货车大都采用循环球式转向器，但齿条齿轮式转向器也有所发展。微型货车用循环球式转向器占65，齿条齿轮式占 35。综合上述对有关转向器品种的使用分析，得出以下结论：循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮蜗杆式转向器和蜗杆销式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器，比率都已达到或超过90；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器，比率超过50，法国已高达95。由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。 三、 毕业设计（论文）所用的主要技1）正确设计转向梯形机构，可以保证汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。2）汽车转向行驶时，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。3）汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生自振，转向盘没有摆动。4）转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。5）保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。6）操纵轻便。7) 转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。8) 转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。9) 在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。10) 进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。11）为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，其最小转弯半径能达到汽车轴距的22.5倍。12）轿车转向盘从中间位置转到第一端的圈数不得超过2.0圈。四、 主要参考文献与资料获得情况：1 关文达.汽车构造M.北京：机械工业出版社，2009.2 胡建军，李彤.汽车转向技术进展分析J.液压与气动，2006.12.3 高建春，朱贤达.齿轮式转向机构J.上海应用技术学院学报，2003.1.4 新浪汽车.浅谈汽车转向系统OL.，2005.05.5 冯樱.汽车电子控制式电动助力转向系统的发展J.湖北汽车工业学院学报，2001.6 王望予.汽车设计M.北京：机械工业出版社，2004.7 濮良贵、纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社，2001.8 姚明龙、王福林.车辆转向梯形优化设计及其求解方法的研究J.机械设计与制造.2007.5.9 黄鹤辉、陈晨.整体式转向梯形机构优化设计MATLAB程序J.广西机械.2002.4.10 申永胜.机械原理教程M.北京：清华大学出版社，1999.8.11 徐灏.机械设计手册M.北京：机械工业出版社，1992.12 毕大宁. 汽车转阀式动力转向器的设计与应用M.北京：人民交通出版社,1998.13 余志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社，2000.14 季学武等. 动力转向系统的发展与节能J.世界汽车, 1999.10.15 季学武等. 动力转向系统的发展与节能J.世界汽车, 1999.10.16 陈家瑞.汽车构造下册M.北京：人民交通出版社，2002.17 冯超等.汽车工程手册M.北京：人民交通出版社，2000.18 刘维信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，2003.19 毛彩云，吴暮春，柯松.汽车转向系统的发展J.科普园，2009.5.五、 毕业设计（论文）进度安排（按周说明）13周 查阅资料、调研，了解轿车转向机构的设计要求；48周 轿车转向系统中各主要结构、部件的设计计算（转向阻力矩的计算、转向梯形参数