汽车前轮转向系统的设计论文

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1、汽车前轮转向系统的设计毕业论文目录1绪论11.1汽车转向系统概述11.2汽车转向系统的国内外现状及发展趋势21.3研究内容及论文构成32机械转向系统的性能要求及参数52.1机械转向系统的结构组成52.2转向系统的性能要求62.3转向系的效率72.4传动比特性92.5转向器传动副的传动间隙113机械式转向器总体方案初步设计123.1转向器的分类及设计选择123.2齿轮齿条式转向器的基本设计123.2.1齿轮齿条式转向器的结构选择123.2.2齿轮齿条式转向器的布置形式143.2.3设计目标参数表以及对应的转向轮偏角计算

2、153.2.4转向器参数选取与计算163.2.5齿轮轴的结构设计193.2.6转向器材料及其他零件选择204齿轮齿条转向器校核214.1齿条的强度计算214.1.1齿条受力分析214.1.2齿条齿根弯曲强度的计算2224.2小齿轮的强度计算234.2.1齿面接触疲劳强度计算234.2.2齿轮齿根弯曲疲劳强度计算264.3齿轮轴强度校核275转向梯形机构的设计315.1转向梯形机构概述315.2整体式转向梯形机构方案分析325.3整体式转向梯形机构数学模型分析325.4基于Matlab的整体式转向梯形机构优化设计355

3、.4.1转向梯形机构的优化概况355.4.2转向梯形机构设计思路365.4.3基于Matlab的转向梯形机构设计375.5转向传动机构的设计435.5.1转向传送机构的臂、杆与球销435.5.2转向横拉杆及其端部436基于CATIA的齿轮齿条式转向系统的三维建模456.1CATIA软件简介456.2齿轮齿条式转向系统的主要部件三维建模45结论49参考文献50致谢51附录基于Matlab的转向梯形机构设计程序5221绪论1.1汽车转向系统概述汽车在行驶的过程中,需按驾驶员的意志改变其行驶方向。就轮式汽车而言,实现汽车转

4、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)相对于汽车纵横线偏转一定角度。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构如图1.1所示，即称为汽车转向系统[1]。图1-1汽车转向系统汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。1、机械转向系统机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构(方向盘)、转向器、转向传动机构三大部分组成。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轮来完成的。机械式转向系统工作过程为：驾驶员对转向盘施加的

5、转向力矩通过转向轴输入转向器，减速传动装置的转向器中有1、2级减速传动副，经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆，再传给固定于转向节上的转向节臂，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而实现汽车的转向。纯机械式转向系统根据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。542、动力转向系统动力转向系统除了转向操纵机构(方向盘)、转向器、转向传动机构三大部分外，其最主要的动力来源是转向助力装置。由于转向助力装置最常用的是一套液压系统，因此也就离不开泵、油管、阀、活塞和储油罐，它们分别相当于电路系

6、统中的电池、导线、开关、电机和地线的作用。动力转向系的发展经过几个阶段，各个阶段也有不同的动力辅助系统。20世纪50年代，美国GM公司率先在轿车上采用了液压助力转向系统。该系统是建立在机械系统的基础之上，额外增加了一个液压系统。为液压助力转向系统(HPS)。1983年，在液压助力系统基础上发展起来的，日本Koyo公司推出了具备车速感应功能的电控液压助力转向系统（EHPS）。1988年日本Suzuki公司首先在小型轿车Cervo上配备了Koyo公司研发的转向柱助力式电动助力转向系统。1990年日本Honda公司也在运动

7、型轿车NSX上采用了自主研发的齿条助力式电动助力转向系统，也就是现在应用车型极为广泛的EPS系统。SBW线控转向系统是继EPS后发展起来的新一代转向系统，具有比EPS操纵稳定性更好的特点，它取消转向盘与转向轮之间的机械连接，完全由电能实现转向，彻底摆脱传统转向系统所固有的限制，提高了汽车的安全性和驾驶的方便性[1]。1.2汽车转向系统的国内外现状及发展趋势汽车转向系统的发展经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统3个基本阶段,线控转向系统为其发展趋势[1]。　随着汽车工业的迅速发展，转向装置的结构也

8、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(BP型)，这四种转向器型式，已经被广泛使用在汽车上。1、汽车转向系统在世界发展状况据了解，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1