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開題報告
題 目
乘用車轉(zhuǎn)向液壓助力系統(tǒng)設計及分析
姓 名
學號
專 業(yè)
機械設計制造及其自動化
班級
二班
指導教師
職稱
教授
填寫時間
2011年3 月 20 日
2011年3月
說 明
1.根據(jù)《畢業(yè)設計(論文)工作管理規(guī)定》,學生必須撰寫《畢業(yè)設計(論文)開題報告》,由指導教師簽署意見,系主任批準后實施。
2.開題報告是畢業(yè)設計(論文)答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學生應當在畢業(yè)設計(論文)工作前期內(nèi)完成,開題報告不合格者不得參加答辯。
3.畢業(yè)設計(論文)開題報告各項內(nèi)容要實事求是,逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹,語言通順,外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞,須注出全稱。
4.本報告中,由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述,應不少于2000字。
5.開題報告檢查原則上在第2~4周完成,各系完成畢業(yè)設計開題檢查后,應寫一份開題情況總結(jié)報告。
6. 填寫說明:
(1) 課題性質(zhì):可填寫A.工程設計;B.論文;C. 工程技術研究;E.其它。
(2) 課題來源:可填寫A.自然科學基金與部、省、市級以上科研課題;B.企、事業(yè)單位委托課題;C.校級基金課題;D.自擬課題。
(3) 除自擬課題外,其它課題必須要填寫課題的名稱。
(4) 參考文獻不能少于10篇。
(5) 填寫內(nèi)容的字體大小為小四,表格所留空不夠可增頁。
開題報告
學生姓名
學 號
專 業(yè)
機械設計制造及其自動化
指導教師
職 稱
所在系
工程系
課題來源
導師擬定
課題性質(zhì)
工程設計
課題名稱
乘用車轉(zhuǎn)向液壓助力系統(tǒng)的設計及分析
一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內(nèi)外基本研究情況
課題的依據(jù)及意義 :
汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車的關鍵部件,汽車的安全性和舒適性由其直接體現(xiàn),其性能的優(yōu)良直接影響人們的一起評價的好壞,隨著人們對汽車的中和要求越來越高以及國內(nèi)技術的欠缺,建立想干產(chǎn)業(yè)基地,加大研發(fā)投入意識亟待解決的問題。
(1)通過學習乘用車轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設計,了解撐握一般液壓系統(tǒng)的設計方法,設計思路,液壓系統(tǒng)中的計算,液壓元件的結(jié)構。培養(yǎng)正確分析、解決問題的能力。
(2)綜合運用液壓傳動課程以及相關的課程知識和生產(chǎn)實踐去對此次液壓系統(tǒng)設計的問題進行分析和解決。同時,進一步加深鞏固已學知識。
(3)通過計算和繪圖,學會和運用標準,規(guī)范和手冊,培養(yǎng)初步設計液壓系統(tǒng)的技能。
(4)進一步了解液壓件的制造工藝,學習掌握計算機的操作,CAD繪圖以及各種機械設計及制造的綜合知識。
國內(nèi)外基本研究情況:
液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在齒輪齒條機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基礎上開發(fā)的,20世紀50年代末沙基諾發(fā)明了轉(zhuǎn)發(fā)式液壓動力轉(zhuǎn)向,及控制中的閥芯以旋轉(zhuǎn)的形式來控制油路,對比之前的滑閥已有很大改進,于是大量運用各種車輛上。伴隨著工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展,人們對汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全性,舒適性提出了更高的要求,現(xiàn)在大多采用電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),但主體功能部分仍為液壓系統(tǒng),1988年日本鈴木公司開始應用,之后,國際各大汽車零部件公司都以此此立項為研發(fā)重點,都取得了技術突破得以大量生產(chǎn),已經(jīng)遙遙領先國內(nèi)相關研究。
二、研究內(nèi)容、預計達到的目標、關鍵理論和技術、技術指標、完成課題的方案和主要措施
二、研究內(nèi)容、預計達到的目標、關鍵理論和技術、技術指標、完成課題的方案和主要措施
(一)研究的主要內(nèi)容
本課題研究基于轉(zhuǎn)閥式齒輪齒條液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),對其進行閥體及動力缸的設計分析,對整個系統(tǒng)進行結(jié)構分析設計。
1, 對系統(tǒng)油路進行結(jié)構分析,做有效的改進。
2, 對閥體進行設計分析。
3, 對小齒輪進行設計
4, 根據(jù)系統(tǒng)相關條件對動力缸進行設計。
5, 儲油罐設計
(二)課題的研究目標
作出相關重要部件工程圖包括動力缸,閥體,油缸,小齒輪
(三)關鍵理論技術,指標
1.汽車最大轉(zhuǎn)向力矩在原地轉(zhuǎn)向時,助力系統(tǒng)必須滿足此時的轉(zhuǎn)向輕便型要求,原地轉(zhuǎn)向阻力力矩Tw= μ/3 √(G^3/P), G=M/N(其中u為摩擦因數(shù),一般取u=0.7;軸向載荷G;輪胎標準氣壓P=0.8Mpa;汽車總質(zhì)量M;軸數(shù)N)。但是這是經(jīng)驗公式,為安全起見,取安全系數(shù)S=1.52,則轉(zhuǎn)向力矩T’=Tw*S.
2.有推薦值轉(zhuǎn)向盤操縱力不大于Fh=30~50N,但在10N以下就很輕便,故方向盤上轉(zhuǎn)力矩Th=Fh*Dh/2(Dh為轉(zhuǎn)向盤直徑)。故最大助力轉(zhuǎn)矩Tmax=T’-Th
3.可得齒條上的最大作用力F=Tmax/rg(rg為小齒輪半徑)。
4.根據(jù)液壓泵的壓力標準系列,初步選定需要的的最高工作壓力Pmax,計算出助力缸活塞實際作用面積S=F/Pmax, S=π/4 (D^2-d^2 )(其中D為助力缸內(nèi)徑,d為活塞桿直徑)。原后根據(jù)現(xiàn)有的系列標準進一步確定。
5.對于油泵,一般要求當油泵輸出量最大時,滿足方向盤不低于1r/s,小汽車最大取1.5,國內(nèi)普遍用1.25r/s計算。
活塞速度V=2n*1.25 d_1/2(d1為小齒輪直徑)
6.轉(zhuǎn)向器所需流量一般有動力缸活塞有效作用面積和最大轉(zhuǎn)向速度決定,近似為動力缸容積隨時間變化的函數(shù)加上動力裝置及轉(zhuǎn)向器內(nèi)的泄流量Q2(一般為0.9L/min) 當然也可以由容積效率求取。
理論流量等于活塞速度 乘以有效作用面積Q0=V*60*S *〖10〗^(-6) ,則泵實際流量Q1=1.52Q0+Q2.
7.需要的液壓功率P_y=QI*Pmax
輸入扭矩T1=(Pmax*q)/(2n*η_m ) (η_m泵與電機之間的機械效率,一般取0.91)
8,查閱相關文獻:①方向盤作用力不大于30~50N。液壓油密度0.9g/ mm^3
②主要參數(shù):滿載前軸負荷870kg.,轉(zhuǎn)盤直徑0.38m,最高壓力11.0MPa,齒條最大負荷6500N,排量1.5cm^3/r.
(四)完成課題方案及措施嚴格按照時間分配執(zhí)行
三、主要特色及工作進度
主要特色:以工程機械設計為藍本液壓缸采用雙作用雙桿式,提高穩(wěn)定性與可靠性。
進度:(1)設計準備及前期工作 (開題報告) 3月1 日——3月24日
查閱相關文獻:①方向盤作用力不大于30~50N。液壓油密度0.9g/ mm3
②主要參數(shù):滿載前軸負荷870kg.,轉(zhuǎn)盤直徑0.38m,最高壓力11.0MPa,齒條最大負荷6500N,排量1.5cm3/r,前輪型號205/60R15.
(2)機械結(jié)構設計,即小齒輪設計并完成工程圖 3月24日——4月10日
(3)液壓系統(tǒng)的功能原理設計 4月10日——4月25日
壓力系統(tǒng)詳細的結(jié)構對比分析工作壓力的確定,電動機功率確定。
(4)液壓系統(tǒng)閥體確定和液壓缸設計 4月26日——5月15日
1。分配閥閥體選型確定
分配閥考慮兩種方案,一種是閥與閥體以旋轉(zhuǎn)運動來控制油路的為轉(zhuǎn)閥式,另一種是閥與閥體以軸向移動方式控制油路的為滑閥。
對滑閥,轉(zhuǎn)閥進行詳細的的結(jié)構,功能分析,繪制所選工程圖(轉(zhuǎn)閥)
2.液壓缸參數(shù)確定(中期檢查)
①了解用途和動作要求,了解工作條件,確定最大行程,運動速度或時間,安裝空間所要求的外形尺寸。
②對液壓缸受力分析確定結(jié)構形式(雙作用雙桿結(jié)構)
③根據(jù)工作負載重力,摩擦力和慣性力確定確定行程各階段上 負載變化規(guī)律的參數(shù)。
④由負載和工作壓力確定活塞直徑和活塞桿直徑及缸筒內(nèi)外徑校核各部分工作材料許用應力
⑤選擇缸蓋結(jié)構形式并計算厚度強度
⑥審定全部設計資料,進行補充
⑦選擇密封結(jié)構,設計緩沖排氣和防塵裝置
⑧繪制工程圖
(5)儲油罐設計 5月15日——5月25日
(6)整理編寫設計計算說明書 5月26日——5月30日
(7)答辯與資料歸檔 6月 1日——6月10日
四、主要參考文獻(按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出)
1. 姜繼海:液壓傳動(第四版),哈爾濱工業(yè)大學出版社,2006年;
2. 劉鴻文:材料力學(第4版),高等教育出版社,2003年;
3. 濮良貴:機械設計(第八版),高等教育出版社,2006年;
4. 周良德:現(xiàn)代工程圖學, 湖南科學技術出版社,2000年;
5. 張利平、鄧鐘明:液壓系統(tǒng)氣壓系統(tǒng)設計手冊,機械工業(yè)出
6.吳宗澤,羅圣國:機械設計課程設計守則(第3版),高等教育出版社,2006年;
7.周恩濤,徐學新:液壓系統(tǒng)設計原器件選型守則,機械工業(yè)出版社2007年;
8.臧克江:液壓缸,化學工業(yè)出版社,2009年;
9.趙月靜,寧辰校:液壓實用回路360例,化學工業(yè)出版社,2008年;
10.成大先:機械設計手冊,第四版第四卷,化學工業(yè)出版社,2002年;
11.黃迷梅:液壓氣動密封與泄漏防治,機械工業(yè)出版社,2003年。
指導教師
意 見
指導教師簽名:
年 月 日
系意見
系主任簽名:
年 月 日
院意見
教學院長簽名:
年 月 日