車輛機(jī)械-汽車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+說明書文檔】
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
設(shè)計(jì)(論文)題目: 汽車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程專業(yè)
學(xué) 生 姓 名: 董雷
導(dǎo) 師 姓 名: 王悅新
開 題 時(shí) 間: 2011年3月14日
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見:
簽字: 年 月 日
開題報(bào)告撰寫要求
一、“開題報(bào)告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義;
2. 文獻(xiàn)綜述(課題研究現(xiàn)狀及分析);
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題;
4. 技術(shù)路線或研究方法;
5. 進(jìn)度安排;
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開題報(bào)告”撰寫規(guī)范
請參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上,文字要精練通順,條理分明,文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名
董雷
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級
車輛工程BW07-7班
指導(dǎo)教師姓名
王悅新
職稱
實(shí)驗(yàn)師
從事
專業(yè)
汽車工程
是否外聘
□是否
題目名稱
汽車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
(一)、研究現(xiàn)狀
從世界第一輛汽車問世至今,汽車工業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了百年歷程。現(xiàn)代的汽車與發(fā)展初期相比,廣泛地應(yīng)用了各種高新技術(shù),并且還在發(fā)生更深刻的變革。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車底盤中的獨(dú)立分系統(tǒng) ,在汽車技術(shù)發(fā)展的過程中也經(jīng)歷了深刻的變革。轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展基本上經(jīng)歷了機(jī)械轉(zhuǎn)向、液壓(氣壓)動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電子控制液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、電子線控轉(zhuǎn)向和主動(dòng)轉(zhuǎn)向幾個(gè)階段。?
汽車轉(zhuǎn)向系是保持或者改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu),在汽車轉(zhuǎn)向行駛中,保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。保證汽車在行駛中能按駕駛員的操縱要求,適時(shí)地改變行駛方向,并能在受到路面干擾偏離行駛方向時(shí),與行駛系配合,共同保持汽車穩(wěn)定地直線行駛。轉(zhuǎn)向系對汽車行駛的操縱性、穩(wěn)定性和安全性都具有重要的意義。
改革開放以來,我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛。作為汽車關(guān)鍵部件之一的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也得到了相應(yīng)的發(fā)展,基本已形成了專業(yè)化、系列化生產(chǎn)的局面。有資料顯示,國外有很多國家的轉(zhuǎn)向器廠,都已發(fā)展成大規(guī)模的生產(chǎn)的專業(yè)廠,年產(chǎn)超夠百萬臺(tái),壟斷了轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn),并且銷售點(diǎn)遍布了全世界。從操縱輕便性、穩(wěn)定性及安全性行駛的角度,汽車制造廣泛使用更先進(jìn)的工藝方法,使用變速比轉(zhuǎn)向器、高剛性轉(zhuǎn)向器。“變速比和高剛性”是目前世界上生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的方向
幾十年來,各種汽車都使用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。由于這種轉(zhuǎn)向器是滾動(dòng)摩擦形式,因而正傳動(dòng)效率很高,操作方便且使用壽命長,而且承載能力大,廣泛應(yīng)用于載貨車上。
隨著上世紀(jì)五十年代起,液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用,標(biāo)志著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)革命的開始。汽車轉(zhuǎn)向動(dòng)力的來源由以前的人力轉(zhuǎn)變?nèi)肆右簤褐?。液壓助力系統(tǒng)HPS是機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本上增加了一個(gè)液壓系統(tǒng)而成。由于工作可靠、技術(shù)成熟至今仍被廣泛應(yīng)用。
從70年代起轎車興起了齒輪齒條轉(zhuǎn)向器,這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由方向盤、轉(zhuǎn)向軸、萬向節(jié)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)桿和轉(zhuǎn)向輪等組成。方向盤操縱轉(zhuǎn)向器內(nèi)的齒輪傳動(dòng),齒輪與齒條緊密嚙合,推動(dòng)齒條左移動(dòng)或右移動(dòng),帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng),從而改變轎車行駛的方向。這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與循環(huán)球式等其它類型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)比較,省略了轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向主拉桿,具有構(gòu)件簡單,傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。而且它的逆?zhèn)鲃?dòng)效率也高,在車輛行駛時(shí)可以保證偏轉(zhuǎn)車輪的自動(dòng)回正,駕駛者的路感性強(qiáng)。
近年來,隨著電子技術(shù)在汽車中的廣泛應(yīng)用,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中也越來越多地采用電子器件。但目前電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于自身成本等因素的制約,很難在價(jià)格低廉的家用轎車上得到普及,而且電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全可靠性相對較差,目前歐洲汽車法規(guī)中要求駕駛員與轉(zhuǎn)向車輪之間必須有機(jī)械連接,電子轉(zhuǎn)向系還不允許在歐洲上市。
齒輪齒條轉(zhuǎn)向器:它是一種最常見的轉(zhuǎn)向器。其基本結(jié)構(gòu)是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí),齒條便做直線運(yùn)動(dòng)。有時(shí),靠齒條來直接帶動(dòng)橫拉桿,就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。所以,這是一種最簡單的轉(zhuǎn)向器。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,轉(zhuǎn)向靈敏,體積小,可以直接帶動(dòng)橫拉桿。在汽車上得到廣泛應(yīng)用。
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩端輸出式和中間(或單端)輸出式兩種。兩端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器,作為傳動(dòng)副主動(dòng)件的轉(zhuǎn)向齒輪軸通過軸承安裝在轉(zhuǎn)向器殼體中,其上端通過花鍵與萬向節(jié)叉和轉(zhuǎn)向軸連接。與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合的轉(zhuǎn)向齒條水平布置,兩端通過球頭座與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。彈簧通過壓塊將齒條壓靠在齒輪上,保證無間隙嚙合。彈簧的預(yù)緊力可用調(diào)整螺塞調(diào)整。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí),轉(zhuǎn)向器齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),使與之嚙合的齒條沿軸向移動(dòng),從而使左右橫拉桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)左右轉(zhuǎn)動(dòng),使轉(zhuǎn)向車輪偏轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。中間輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器,其結(jié)構(gòu)及工作原理與兩端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器基本相同,不同之處在于它在轉(zhuǎn)向齒條的中部用螺栓與左右轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。在單端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上,齒條的一端通過內(nèi)外托架與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。
齒輪齒條式:齒輪齒條方式的最大特點(diǎn)是剛性大,結(jié)構(gòu)緊湊重量輕,且成本低。由于這種方式容易由車輪將反作用力傳至轉(zhuǎn)向盤,所以具有對路面狀態(tài)反應(yīng)靈敏的優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也容易產(chǎn)生打手和擺振等現(xiàn)象。齒輪與齒條直接嚙合,將齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒條的直線運(yùn)動(dòng),使轉(zhuǎn)向拉桿橫向拉動(dòng)車輪產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。齒輪并非單純的平齒輪,而是特殊的螺旋形狀,這是為了盡量減小齒輪與齒條之間的嚙合間隙,使轉(zhuǎn)向盤的微小轉(zhuǎn)動(dòng)能夠傳遞到車輪,提高操作的靈敏性,也就是我們通常所說的減小方向盤的曠量。不過齒輪嚙合過緊也并非好事,它使得轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)的操作力過大,人會(huì)感到吃力。
2007年中國汽車銷售879.15萬輛,2008年中國汽車銷售938萬輛,2009年預(yù)計(jì)增長8.6%,達(dá)到1019萬輛。汽車產(chǎn)銷量的逐步增長為汽車轉(zhuǎn)向機(jī)市場提供了一個(gè)較大的發(fā)展空間,2008年市場對轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)需求有所減緩,在需求增長有所減緩的現(xiàn)狀下,產(chǎn)能擴(kuò)張的勢頭并沒有得到較好的控制。產(chǎn)能過剩、重復(fù)建設(shè)不僅導(dǎo)致生產(chǎn)與消費(fèi)的失衡,而且還引發(fā)了轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)內(nèi)的一系列惡性價(jià)格競爭,影響了轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)業(yè)的盈利能力。中國轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)市場現(xiàn)狀,為外資企業(yè)入駐中國創(chuàng)造了條件,國際許多轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)企業(yè)已經(jīng)看中在中國低成本拓展市場的機(jī)會(huì),隨著外資投入逐步加大,中國國內(nèi)企業(yè)改革重組迅速加快。同時(shí)新的行業(yè)制度等政策的頒布和實(shí)施將促使我國轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)洗牌,企業(yè)兼并重組將在政策的促使下大力發(fā)展。
據(jù)了解,在世界范圍內(nèi),汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占45%左右,齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器占40%左右,渦桿滾輪式轉(zhuǎn)換器占10%左右,其他型式的轉(zhuǎn)換器占5%。循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器一直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐小客車中,齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器有很大的發(fā)展。日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)是循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占得比重越來越大,日本裝備不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的類型汽車,采用不同類型轉(zhuǎn)向器,在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器,已由60年代的62.5%,發(fā)展到現(xiàn)今的100%了,大、小型貨車大都循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器,但齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器也有所發(fā)展。微型貨車用循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占65%,齒輪齒條式占35%。
齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器和循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器,已成為當(dāng)今世界汽車上主要的兩種轉(zhuǎn)向器:而渦輪蝸桿式轉(zhuǎn)向器和蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器,正在逐步被淘汰或保留較小的地位。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、緊湊;殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成,轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較?。粋鲃?dòng)效率高達(dá)90%;齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后,利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧,能自動(dòng)消除間隙,這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度,還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲;轉(zhuǎn)向器占用體積小;制造成本低。
(二)、選題的目的、意義
在現(xiàn)代汽車上,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是必不可少的最基本的系統(tǒng)之一,也是決定汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成,汽車的轉(zhuǎn)向特性,保持汽車具備較好的操縱性能,始終是汽車檢測技術(shù)當(dāng)中的一個(gè)重要課題。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,汽車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)工作顯得尤為重要。
通過對汽車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)可以使學(xué)生掌握汽車轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)的原則和方法。培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的技能。設(shè)計(jì)與專業(yè)關(guān)系緊密,可綜合利用所學(xué)的專業(yè)課有汽車構(gòu)造、汽車設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料和CAD繪圖等知識。
二、設(shè)計(jì)(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
(一)、研究的基本內(nèi)容
1、轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式及選擇;
2、轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)及參數(shù)確定;
3、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)與計(jì)算;
4、利用CAD畫裝配圖、零件圖。
(二)、擬解決的主要問題
1、轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式及選擇
2、轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)及參數(shù)確定
3、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)與計(jì)算
三、技術(shù)路線(研究方法)
調(diào)查研究、收集資料
開題報(bào)告
轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式選擇
轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)及參數(shù)確定
其它主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
間隙調(diào)整彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)與計(jì)算
利用CAD畫裝配圖、零件圖
整理文檔,形成論文
四、進(jìn)度安排
(1)熟悉任務(wù)書,了解相關(guān)信息,準(zhǔn)備資料,填寫開題報(bào)告:第1周(3月1日~3月7日)
(2)收集相關(guān)技術(shù)參數(shù)、進(jìn)行總體設(shè)計(jì):第2~3周(3月8日~3月21日)
(3)邊設(shè)計(jì)邊繪制裝配圖:第4~6周(3月22日~4月11日)
(4)繪制裝配圖及零件圖:第7~9周(4月12日~5月2日)
(5)整理文檔并提交畢業(yè)論文初稿:第10~12周(5月3日~5月23日)
(6)畢業(yè)論文總結(jié)、評閱、審核及修改不足:第13~16周(5月24日~6月21日)
(7)為畢業(yè)論文答辯做準(zhǔn)備及答辯:第17周(6月22日~6月28日)
五、參考文獻(xiàn)
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六、備注
指導(dǎo)教師意見:
簽字: 年 月 日
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