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黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 目 錄 摘要 Abstract 第 1 章 緒論 1 1 1 轉向系概述 1 1 2 汽車轉向系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 第 2 章 汽車轉向系方案的設計 5 2 1 轉向系主要性能參數(shù) 5 2 1 1 轉向器的效率 5 2 1 2 傳動比的變化特性 7 2 1 3 轉向器傳動副的傳動間隙 10 2 1 4 轉向盤的總轉動圈數(shù) 10 2 2 轉向系的選擇 10 2 2 1 機械轉向系 10 2 2 2 動力轉向系 12 第 3 章 汽車轉向器方案的設計 14 3 1 機械式轉向器的選擇 14 3 1 1 齒輪齒條式轉向器 14 3 1 2 循環(huán)球式轉向器 14 3 1 3 蝸桿滾輪式轉向器 15 3 1 4 蝸桿指銷式轉向器 16 第 4 章 汽車轉向傳動機構的設計 17 4 1 轉向傳動機構的選擇 17 4 1 1 與非獨立懸架配用的轉向傳動機構 17 4 1 2 與獨立懸架配用的轉向傳動機構 18 4 2 轉向梯形的選擇 20 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 4 2 1 整體式轉向梯形 20 4 2 2 斷開式轉向梯形 21 第 5 章 轉向系的設計計算 23 5 1 轉向器的結構型式選擇及其設計計算 23 5 1 1 螺桿 鋼球 螺母傳動副的設計 23 5 1 2 齒條 齒扇傳動副的設計 27 5 1 3 循環(huán)球式轉向器零件強度計算 32 5 2 整體式轉向梯形結構優(yōu)化設計 36 5 3 轉向系結構元件 41 結論 44 參考文獻 45 致謝 46 附錄 47 畢業(yè)論文指導教師評分表 學生姓名 院系 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 是否外聘 □是□否 題目名稱 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；選題的理論意義或實際價值 10 3 查閱文獻資料能力；綜合運用知識能力 15 4 研究方案的設計能力；研究方法和手段的運用能力；外文應用能力 25 5 文題相符程度；寫作水平 15 6 寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或實際價值；創(chuàng)新性 15 7 科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進度 10 得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（研究方案、研究方法、正確性）： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 指導教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計指導教師評分表 學生姓名 鄭蕊 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-6班 指導教師姓名 姚佳巖 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設等的結合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應用能力 20 5 計算機應用能力；對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經(jīng)濟分析能力） 10 6 插圖（圖紙）質量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 8 科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進度 10 得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 指導教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)論文評閱人評分表 學生 姓名 專業(yè) 班級 指導教 師姓名 職稱 題目 　 評閱組或預答辯組成員姓名 出席 人數(shù) 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 15 2 題目工作量；選題的理論意義或實際價值 10 3 查閱文獻資料能力；綜合運用知識能力 20 4 研究方案的設計能力；研究方法和手段的運用能力；外文應用能力 25 5 文題相符程度；寫作水平 15 6 寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或實際價值；創(chuàng)新性 15 得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 　 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（研究方案、研究方法、正確性）： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 評閱人或預答辯組長簽字： 年 月 日 注：畢業(yè)設計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預答辯等形式。 畢業(yè)設計評閱人評分表 學生 姓名 鄭蕊 專業(yè) 班級 車輛工程B07-6班 指導教 師姓名 姚佳巖 職稱 副教授 題目 　東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計 評閱組或預答辯組成員姓名 安永東，王強，石美玉，王瑛璞，張金柱，王悅新 出席 人數(shù) 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設等的結合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應用能力 25 5 計算機應用能力；對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經(jīng)濟分析能力） 15 6 插圖（圖紙）質量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 評閱人或預答辯組長簽字： 年 月 日 注：畢業(yè)設計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預答辯等形式。 畢業(yè)論文答辯評分表 學生 姓名 專業(yè) 班級 指導 教師 職 稱 題目 答辯 時間 月 日 時 答辯組 成員姓名 出席 人數(shù) 序號 評 審 指 標 滿 分 得 分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況，題目難易度、工作量、理論意義或價值 10 2 研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力、綜合運用知識的能力、應用文獻資料和外文的能力 20 3 論文撰寫水平、文題相符程度、寫作規(guī)范化程度、篇幅、成果的理論或實際價值、創(chuàng)新性 15 4 畢業(yè)論文答辯準備情況 5 5 畢業(yè)論文自述情況 20 6 畢業(yè)論文答辯回答問題情況 30 總 分 Z= 答辯過程記錄、評語： 自述思路與表達能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（研究方案、研究方法、正確性）： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 答辯組長簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計答辯評分表 學生 姓名 鄭蕊 專業(yè) 班級 車輛工程B07-6班 指導 教師 姚佳巖 職 稱 副教授 題目 東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計 答辯 時間 月 日 時 答辯組 成員姓名 安永東，王強，石美玉，王瑛璞，張金柱，王悅新 出席 人數(shù) 序號 評 審 指 標 滿 分 得 分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況，題目難易度、工作量、與實際的結合程度 10 2 設計（實驗）能力、對實驗結果的分析能力、計算能力、綜合運用知識能力 10 3 應用文獻資料、計算機、外文的能力 10 4 設計說明書撰寫水平、圖紙質量，設計的規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等）、實用性、科學性和創(chuàng)新性 15 5 畢業(yè)設計答辯準備情況 5 6 畢業(yè)設計自述情況 20 7 畢業(yè)設計答辯回答問題情況 30 總 分 Z= 答辯過程記錄、評語： 自述思路與表達能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 答辯組長簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）成績評定表 學生姓名 鄭蕊 性別 女 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè) 車輛工程 班級 B07-6班 設計（論文）題目 東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計 平時成績評分（開題、中檢、出勤） 指導教師姓名 職稱 指導教師 評分（X） 評閱教師姓名 職稱 評閱教師 評分（Y） 答辯組組長 職稱 答辯組 評分（Z） 畢業(yè)設計（論文）成績 百分制 五級分制 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院系公章： 年 月 日 注：1、平時成績（開題、中檢、出勤）評分按十分制填寫，指導教師、評閱教師、答辯組評分按百分制填寫，畢業(yè)設計（論文）成績百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、評語中應當包括學生畢業(yè)設計（論文）選題質量、能力水平、設計（論文）水平、設計（論文）撰寫質量、學生在畢業(yè)設計（論文）實施或寫作過程中的學習態(tài)度及學生答辯情況等內容的評價。 優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）推薦表 題 目 東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計 類別 畢業(yè)設計 學生姓名 鄭蕊 院（系）、專業(yè)、班級 汽車與交通工程學院車輛工程B07-6班 指導教師 姚佳巖 職 稱 副教授 設計成果明細： 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日 備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設計、其它 畢業(yè)設計（論文）過程管理材料 題 目 東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計 學生姓名 鄭蕊 院系名稱 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級 車輛工程 B07-6班 指導教師 姚佳巖 職 稱 副教授 教研室 車輛工程 起止時間 2011年2月28日~6月24日 教 務 處 制 SY-025-BY-5 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 填表日期 2011年 4月20 日 迄今已進行 7 周剩余 9 周 學生姓名 鄭蕊 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛07-6班 指導教師姓名 姚佳巖 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計 學 生 填 寫 畢業(yè)設計（論文）工作進度 已完成主要內容 待完成主要內容 1. 說明書的撰寫 2. 一張0號裝配圖 3. 兩張零件圖 　 說明書的完善及零件圖若干 存在問題及努力方向 　 說明書的完善，圖紙細節(jié)的完善，對結構加深認識和了解。 學生簽字： 鄭蕊 指導教師 意 見 指導教師簽字： 年 月 日 教研室 意 見 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-2 畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 鄭蕊 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程 指導教師姓名 姚佳巖 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計 一、設計（論文）目的、意義 汽車在行駛過程中，需按駕駛員的意志經(jīng)常改變其行駛方向，即所謂汽車轉向。就輪式汽車而言，實現(xiàn)汽車轉向的方法是，駕駛員通過一套專設的機構，使汽車轉向橋上的車輪相對于汽車縱軸線偏轉一定角度。在汽車直線行駛時，往往轉向輪也會受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用，自動偏轉而改變行駛方向。其目的是保證汽車能按駕駛員的意志而進行轉向行駛。 因此，轉向系統(tǒng)的結構型式選擇、設計參數(shù)選取及設計計算對汽車的行駛極其重要。通過轉向系統(tǒng)設計熟悉汽車轉向系統(tǒng)的結構、性能及設計過程。 課題綜合運用了機械設計、工程材料、汽車設計、汽車構造、CAD繪圖等知識。 二、設計（論文）內容、技術要求（研究方法） 設計內容 （1）轉向系統(tǒng)的結構形式選擇 （2）轉向系統(tǒng)的基本參數(shù)選擇與設計計算 （3）轉向系統(tǒng)載荷的計算 （4）用CAD畫裝配圖和零件圖。 技術要求（研究方法） （1） 充分利用圖書館及現(xiàn)有的資源收集資料，調研了解轉向系統(tǒng)的組成、功用，掌握CAD制圖的規(guī)范及要求，了解國內外轉向系統(tǒng)的發(fā)展狀況 （2） 到生產(chǎn)車間及實驗室了解轉向系統(tǒng)的構造，各零部件的裝配位置 （3） 編寫課題研究大綱和開題報告 （4） 選擇基本參數(shù)并對各參數(shù)進行設計與計算 （5） 遵守設計進度的安排，設計結構要合理、CAD制圖要規(guī)范、說明書按畢業(yè)設計的要求編寫， 書寫規(guī)范，保質保量的完成畢業(yè)設計的任務。 三、設計（論文）完成后應提交的成果 CAD零號圖紙一張 CAD零件圖若干 說明書一份，字數(shù)不少于1.5萬字 四、設計（論文）進度安排 （1）收集資料，調研，撰寫開題報告 第一周 （2）周四交開題報告，實習了解轉向系統(tǒng)的構造 第二周 （3）完成各參數(shù)的設計、計算和校核工作，至少應有裝配圖的草圖 第三周-第七周 （4）中期檢查，畫裝配圖和零件圖 第八周 （5）畫裝配圖和零件圖，編寫說明書 第九周-第十一周 （6）交畢業(yè)設計說明書和裝配圖、零件圖，修改 第十二周 （7）畢業(yè)設計指導教師審核 第十三周 （8）畢業(yè)設計修改 第十四周 (9)畢業(yè)設計評閱教師評閱或預審 第十五周 (10) 畢業(yè)設計修改 第十六周 (11)畢業(yè)設計答辯 第十七周 五、主要參考資料 [1]陳家瑞. 汽車構造 .北京：人民交通出版社，2006 [2]張洪欣.汽車底盤設計.北京：機械工業(yè)出版社1998 [3]龔溎義.機械設計課程設計圖冊.北京：高等教育出版社，1989 [4]余志生.汽車理論，北京：機械工業(yè)出版社，2000 [5]《機械設計手冊》聯(lián)合編寫組編.機械設計手冊，化學工業(yè)出版社，2004 [6]《汽車工程手冊》編輯委員會.汽車工程手冊，北京：人民交通出版社，2001 [7]劉惟信.汽車設計.北京:清華大學出版社,2001 [8]王望予.汽車設計.第3版.北京:機械工業(yè)出版社,2000 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 本科學生畢業(yè)論文 東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計 院系名稱： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程 07-6班 學生姓名： 鄭蕊 指導教師： 姚佳巖 職 稱： 副教授 黑 龍 江 工 程 學 院 二○一一年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree Steering system design of Dongfeng vans Candidate：Zheng Rui Specialty：Vehicle engineering Class：07-6 Supervisor：Associate Prof. Yao Jiayan Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: 東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-6班 學 生 姓 名: 鄭蕊 導 師 姓 名: 姚佳巖 開 題 時 間: 2011年3月11日 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 鄭蕊 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛07—6班 指導教師姓名 姚佳巖 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 作為汽車的一個重要組成部分, 汽車轉向系統(tǒng)是決定汽車主動安全性的關鍵總成, 如何設計汽車的轉向特性, 使汽車具有良好的操縱性能, 始終是各汽車生產(chǎn)廠家和科研機構的重要研究課題。特別是在車輛高速化、駕駛人員非職業(yè)化、車流密集化的今天, 針對更多不同水平的駕駛人群, 汽車的操縱設計顯得尤為重要。汽車轉向系統(tǒng)經(jīng)歷了純機械式轉向系統(tǒng)、液壓助力轉向系統(tǒng)、電動助力轉向系統(tǒng)3 個基本發(fā)展階段。1)純機械式轉向系統(tǒng),由于采用純粹的機械解決方案, 為了產(chǎn)生足夠大的轉向扭矩需要使用大直徑的轉向盤, 這樣一來, 占用駕駛室的空間很大, 整個機構顯得比較笨拙, 駕駛員負擔較重, 特別是重型汽車由于轉向阻力較大,單純靠駕駛員的轉向力很難實現(xiàn)轉向, 這就大大限制了其使用范圍。但因結構簡單、工作可靠、造價低廉, 目前在一部分轉向操縱力不大、對操控性能要求不高的微型轎車、農(nóng)用車上仍有使用。2)液壓助力轉向系統(tǒng),1953 年通用汽車公司首次使用了液壓助力轉向系統(tǒng), 此后該技術迅速發(fā)展, 使得動力轉向系統(tǒng)在體積、功率消耗和價格等方面都取得了很大的進步。80 年代后期, 又出現(xiàn)了變減速比的液壓動力轉向系統(tǒng)。在接下來的數(shù)年內, 動力轉向系統(tǒng)的技術革新差不多都是基于液壓轉向系統(tǒng), 比較有代表性的是變流量泵液壓動力轉向系統(tǒng)( Variable Displacement Power Steering Pump) 和電動液壓助力轉向( Electric Hydraulic PowerSteering, 簡稱EHPS) 系統(tǒng)。變流量泵助力轉向系統(tǒng)在汽車處于比較高的行駛速度或者不需要轉向的情況下, 泵的流量會相應地減少, 從而有利于減少不必要的功耗。電動液壓轉向系統(tǒng)采用電動機驅動轉向泵, 由于電機的轉速可調, 可以即時關閉, 所以也能夠起到降低功耗的功效。液壓助力轉向系統(tǒng)使駕駛室變得寬敞, 布置更方便, 降低了轉向操縱力, 也使轉向系統(tǒng)更為靈敏。由于該類轉向系統(tǒng)技術成熟、能提供大的轉向操縱助力, 目前在部分乘用車、大部分商用車特別是重型車輛上廣泛應用。但是液壓助力轉向系統(tǒng)在系統(tǒng)布置、安裝、密封性、操縱靈敏度、能量消耗、磨損與噪聲等方面存在不足。3)汽車電動助力轉向系統(tǒng)(EPS),EPS 在日本最先獲得實際應用, 1988 年日本鈴木公司首次開發(fā)出一種全新的電子控制式電動助力轉向系統(tǒng), 并裝在其生產(chǎn)的Cervo 車上, 隨后又配備在Alto 上。此后, 電動助力轉向技術得到迅速發(fā)展, 其應用范圍已經(jīng)從微型轎車向大型轎車和客車方向發(fā)展。日本的大發(fā)汽車公司、三菱汽車公司、本田汽車公司, 美國的Delphi公司, 英國的Lucas 公司, 德國的ZF 公司, 都研制出了各自的EPS。EPS 的助力形式也從低速范圍助力型向全速范圍助力型發(fā)展, 并且其控制形式與功能也進一步加強。日本早期開發(fā)的EPS 僅低速和停車時提供助力, 高速時EPS 將停止工作。新一代的EPS 則不僅在低速和停車時提供助力, 而且還能在高速時提高汽車的操縱穩(wěn)定性。隨著電子技術的發(fā)展, EPS 技術日趨完善, 并且其成本大幅度降低, 為此其應用范圍將越來越大。4)線控轉向系統(tǒng),線控轉向系統(tǒng)( Steering by Wire-SBW) 是更新一代的汽車電子轉向系統(tǒng), 線控轉向系統(tǒng)與上述各類轉向系統(tǒng)的根本區(qū)別就是取消了轉向盤和轉向輪之間的機械連接。該系統(tǒng)具有兩個電機:路感電機和驅動電機。路感電機安裝在轉向柱上, 控制器根據(jù)汽車轉向工況控制路感電機產(chǎn)生合適的轉矩, 向駕駛員提供模擬路面信息。驅動電機安裝在齒條上, 汽車的轉向阻力完全由驅動電機來克服, 轉向盤只是作為轉向系統(tǒng)的一個轉角信號輸入裝置。線控轉向系統(tǒng)能夠提高汽車被動安全性, 有利于汽車設計制造, 并能大大提高汽車的乘坐舒適性。但是由于轉向盤和轉向柱之間無機械連接, 生成讓駕駛員能夠感知汽車實際行駛狀態(tài)和路面狀況的“路感”比較困難; 且電子器件的可靠性難以保證。所以線控轉向系統(tǒng)目前處于研究階段, 只配備在一些概念汽車上。汽車轉向技術的發(fā)展趨勢助力轉向系統(tǒng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展, 技術日趨完善。今后, 電動助力轉向系統(tǒng)將進一步成熟, 線控轉向系統(tǒng)將成為我們研究的努力方向。 純機械式轉向系統(tǒng)結構簡單、工作可靠、造價低廉, 目前在一部分轉向操縱力不大、對操控性能要求不高的微型轎車、農(nóng)用車上仍有使用;液壓助力轉向系統(tǒng)技術成熟、能提供大的轉向操縱助力, 在重型車輛上廣泛應用; EPS 以其特有的優(yōu)越性而得到青睞, 它代表著未來動力轉向技術的發(fā)展方向, EPS 將作為標準配置裝備到汽車上, 未來一段時間在動力轉向領域占據(jù)主導地位; 而SBW 由于有利于提高汽車被動安全性、有利于汽車設計制造、有利于提高汽車乘坐舒適性和汽車操控穩(wěn)定性等原因, 將成為動力轉向系統(tǒng)的發(fā)展方向。 汽車的轉向系統(tǒng)的性能是汽車的主要性能之一，直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性，它對于確保車輛的安全行駛、減少交通事故以及保護駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要的作用。如何合理地設計轉向系統(tǒng)，使汽車具有良好的操作性能，始終是設計人員的重要研究課題。在本次畢業(yè)設計中選擇的是機械式轉向系統(tǒng)，選擇的是能將滑動摩擦通過鋼球轉變成滾動摩擦的循環(huán)球式轉向器。 2、 設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 轉向系設計的基本內容： 本設計的題目是輕型貨車轉向系的設計。以循環(huán)球式轉向器的設計為中心，一是汽車總體構架參數(shù)對汽車轉向的影響；二是機械轉式向器的選擇；三是轉向傳動機構的選擇；四是梯形結構設計。因此本設計在考慮上述要求和因素的基礎上研究利用轉向盤的旋轉帶動傳動機構，通過萬向節(jié)帶動蝸桿軸旋轉，蝸桿軸與扇形齒輪嚙合，通過安裝在扇形軸上的轉向臂向轉向拉桿機構傳遞操作力，實現(xiàn)轉向。 (1) 汽車轉向系方案的設計 (2) 汽車轉向器方案的設計 (3) 汽車轉向傳動機構的設計 (4) 汽車轉向系的設計計算 (5) 用CAD畫裝配圖和零件圖，合計3張零號圖 擬解決的主要問題： 此次設計針對的是與非獨立懸架相匹配的整體式兩輪轉向機構。在輕型貨車轉向系統(tǒng)設計中，主要是對轉向器和轉向梯形的設計，因此，利用相關汽車設計和連桿機構運動學的知識，首先對汽車總體參數(shù)進行確定，在此基礎上，對轉向器，轉向傳動機構進行選擇，接著再對轉向器和轉向傳動機構（主要是轉向梯形）進行設計，最后，利用軟件AUTOCAD完成其設計圖紙。 轉向器在設計中選用的是循環(huán)球式齒條齒扇轉向器，在對轉向器的設計中，包括了螺桿—鋼球—螺母傳動副的設計和齒條—齒扇傳動副的設計，前者是基于參照同類汽車，確定出鋼球中心距，設計出一系列的尺寸，而后者則是根據(jù)汽車前軸的載荷來確定出齒扇模數(shù)，再由此設計出所有參數(shù)的。 轉向梯形的設計選用的是整體式轉向梯形，在設計中借鑒同類汽車轉向梯形設計的經(jīng)驗尺寸對轉向梯形進行尺寸初選。再通過對轉向內輪實際達到的最大偏轉角時與轉向外輪理想最大偏轉角度的差值的檢驗，和作為一個四桿機構對其最小傳動角的檢驗，來判定轉向梯形的設計是否符合基本要求。 三、技術路線（研究方法） 完成說明書的編寫 完成CAD繪圖 轉向系的選擇 轉向系主要性能參數(shù)選擇 轉向系結構元件 整體式轉向梯形結構優(yōu)化設計 轉向器的結構型式選擇及其設計計算 轉向系的設計計算 轉向傳動機構的選擇 轉向梯形的選擇 汽車轉向系方案的選擇 輪胎的確定 發(fā)動機的確定 汽車主要參數(shù)的確定 汽車形式的確定 汽車總體參數(shù)的確定 開題報告 調查研究 四、進度安排 (1) 收集資料，調研，撰寫開題報告 第一周 (2) 周四交開題報告，實習了解轉向系統(tǒng)的構造 第二周 (3) 完成各參數(shù)的設計、計算和校核工作，至少應有裝配圖的草圖 第三周-第七周 (4) 中期檢查，畫裝配圖和零件圖 第八周 (5) 畫裝配圖和零件圖，編寫說明書 第九周-第十一周 (6) 交畢業(yè)設計說明書和裝配圖、零件圖，修改 第十二周 (7) 畢業(yè)設計指導教師審核 第十三周 (8) 畢業(yè)設計修改 第十四周 (9) 畢業(yè)設計評閱教師評閱或預審 第十五周 (10) 畢業(yè)設計修改 第十六周 (11) 畢業(yè)設計答辯 第十七周 五、參考文獻 [1] 劉惟信.汽車設計[M].北京：清華大學出版社，2001 [2] 陳家瑞.汽車構造[M].北京：人民交通大學出版社，2008 [3] 王望予.汽車設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008 [4] 李慶華.材料力學[M].成都：西南交通大學出版社，2006 [5] 余志生.汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008 [6] 劉朝儒.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2001 [7] 汽車工程手冊編輯委員會. 汽車工程手冊[M]：基礎篇.北京：人民交通出版社，2001 [8] 汽車工程手冊編輯委員會. 汽車工程手冊[M]：設計篇.北京：人民交通出版社，2001 [9] 季學武.動力轉向系統(tǒng)的發(fā)展與節(jié)能[J].世界汽車，2001,10 [10] 徐梁征，肖成永等.汽車列車系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及控制系統(tǒng)仿真[J].計算機仿真，2003,12 [11] 宋曉琳，徐成，殷其華.汽車轉向器總成性能試驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[J].汽車科技，2002,5 [12] 丁禮燈，楊家軍等.汽車動力轉向器轉向力矩的分析與計算[J].三峽大學學報 ( 自然 科學版)，2001,3 [13] 王玉梅，岳靜等.微型汽車循環(huán)球式轉向器齒扇設計參數(shù)分析[J].長春工業(yè)大學學報.2006,26（2）：145～147 [14] 鐘兵.低速汽車轉向系設計[J].山東五征集團汽車研究所.2006，4（3）：54～55 [15] 邱峰.汽車轉向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢與關鍵技術[J].輕型汽車技術，2001,5 [16] Masahiko Hurishige, Takayuki Kifuku, Noriyuki Inoue. 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Mitsubishi Electric Cop [17] Zuo Li, Wu Wenjiang, Study on Stability of Electric Power Steering System [18] Moriwaki, K，On automatic motion control with optimization，SICE 2003 Annual Conference 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-03-02 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 1． 姚老師對所選的畢業(yè)設計題目進行針對性的講解，讓我從更深層面上掌握所選的題目的設計內容和設計思路； 2． 姚老師對如何檢索有價值的相關文獻及其檢索方法進行了詳細指導。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-03-07 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 1．姚老師對開題報告中應該特別注重的問題進行指導，其中指出了設計流程圖的思路，開題報告的格式，參考文獻的數(shù)目（其中應特別注重核心文獻、與英文文獻的數(shù)目與年限）； 2．姚老師督促我認真準備開題答辯，并且認真完成好每一階段的畢業(yè)設計。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-03-14 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 1．姚老師對開題答辯所暴露出來的問題進行了詳細講解，并督促我要認真仔細地完成好后續(xù)每一階段的設計。 2．姚老師對所選畢業(yè)設計總體布置方案的確定進行詳細的講解，讓我理清了設計思路，并要求我下周拿出1～2套總體布置方案。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-03-21 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 姚老師對所選畢業(yè)設計總體方案的確定進行了可執(zhí)行度檢查，刪除了其中無法完成的內容，添加了一些新的設計內容，最終指導我確定了一套適合的方案，為下一步設計奠定了基礎。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-03-28 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 在進行轉向器設計時，檢索了大量的轉向器設計資料，其中僅指出了齒輪齒條轉向器的優(yōu)缺點，沒有成型的設計公式，經(jīng)姚老師指導，選用循環(huán)球式轉向器代替，將此問題解決； 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-04-01 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 在確定轉向傳動機構時，采用與獨立懸架配用的轉向傳動機構，經(jīng)姚老師指導，參照同類車型，采用了與非獨立懸架配用的轉向傳動機構，并對轉向梯形進行了對應的調整； 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-04-11 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 在確定轉向系的結構型式時，選擇的布置位置不是很確定，經(jīng)姚老師指導，此轉向器選擇循環(huán)球—齒條齒扇式轉向器，并有兩個傳動副，既螺桿、鋼球和螺母傳動副以及螺母上的齒條和搖臂軸上的齒扇傳動副，將此問題解決。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-04-22 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 在整體式轉向梯形結構優(yōu)化設計時，有些公式不是很明了，經(jīng)姚老師指導，要根據(jù)汽車最小轉彎直徑以及最小傳動角確定，將此問題解決。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-04-29 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 1． 在檢查計算部分時，找出了一部分計算錯誤，指導我進行了及時改正，并且指導我應邊畫圖邊計算，以方便檢查出計算時的錯誤與不足，而且督促我要盡快將設計草圖繪制出來； 2． 姚老師檢查了我的設計草圖，要求我對中期答辯要有足夠的重視，并認真準備。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-05-04 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 1． 姚老師對我的中期答辯作了總結，并對其中出現(xiàn)的錯誤與不足提出了合理化改進方案； 2． 姚老師再一次檢查了設計草圖，對其中的錯誤與不足進行了指證，要求我在繪制圖紙時應使用圖層，更要注意繪圖的標準性； 3． 姚老師對軸的加工工藝性進行了詳細指導，要求我在設計時應充分考慮到后續(xù)步驟；對此轉向系裝配工藝性進行了指導，發(fā)現(xiàn)此轉向器無法實現(xiàn)順利拆裝，經(jīng)與姚老師討論將此問題解決。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-05-09 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 1．姚老師檢查了此轉向系的裝配圖與零件圖，指出了其中存在的錯誤與不足，要求我進行及時更正； 2．姚老師對裝配圖的公差標注與表示方法進行了講解，并對此裝配圖能否清楚地表達配合關系提出了置疑，經(jīng)姚老師指導，加上了一個斷面視圖，此問題得以解決； 3．姚老師提出了裝配圖的比例問題，比例過小打印出的圖紙線就會重疊無法看清，經(jīng)姚老師指導，繪制A0加長圖紙，將此問題解決。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-05-13 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 1． 姚老師檢查了手寫的設計說明書，指出了花鍵、平鍵、半圓鍵應校核； 2． 姚老師要求我要盡快將說明書電子版寫出來，排版按畢業(yè)設計說明書撰寫規(guī)范進行。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-05-16 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 1． 姚老師對電子版設計說明書與圖紙進行了仔細的檢查，發(fā)現(xiàn)了一些錯誤與不足，經(jīng)老師指導，此問題得以解決。 2． 姚老師對電子版設計說明書中零件的校核提出了置疑，我同老師進行了討論，加了一些軸的校核，此問題得以解決。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-05-23 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 姚老師對打印版的畢業(yè)設計說明書進行了檢查，找出了一些排版錯誤，并督促我抓緊修改，并且又檢查一次圖紙。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-05-27 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 姚老師對預答辯所出現(xiàn)的問題進行了講解說明，督促我將其盡快改正，并且要求我對設計說明書與設計圖紙再多仔細檢查幾遍，以減少錯誤率。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-05-30 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 姚老師對第一次答辯所要準備的內容進行了詳細講解，如舉止態(tài)度、答辯自述、回答問題要求等，并要求我們要認真對待，充分準備。經(jīng)姚老師的指導，基本上了解了正是答辯的流程和需要解決的問題。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-06-03 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 姚老師對第一次答辯進行了總結，指出了我設計說明書與圖紙需要簡單修改的內容，督促我盡快修改。經(jīng)姚老師的指導，我對完成好本設計任務信心大增。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-06-09 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 姚老師對最終所要提交的答辯資料進行了說明，督促我盡快將其完成，并且對我四個多月以來的設計進行了階段性總結。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-06-13 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 姚老師仔細檢查了我最終需要提交的資料，并對其中的錯誤處進行了一一改正。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 2011-06-17 地點 C330 指導方式 面授 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 姚老師對我四個多月以來的畢業(yè)設計作了深刻地總結，充分肯定了我的設計成果，并對我未來的發(fā)展提出了展望。 學生（記錄人）簽名：鄭蕊 指導教師簽名： 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名：