轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)【齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器】
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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: 轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級(jí): 車輛07-6班
學(xué) 生 姓 名: 李東輝
導(dǎo) 師 姓 名: 安永東
開 題 時(shí) 間: 2011年2月28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(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)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
李東輝
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程 07-6班
指導(dǎo)教師姓名
安永東
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、研究現(xiàn)狀
1988 年2 月日本鈴木公司首次在其Cervo 車上裝備EPS , 隨后還用在了其Alto 車上。在此之后, 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)如雨后春筍般得到迅速發(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(guó)的Delphi 汽車系統(tǒng)公司、TRW公司, 德國(guó)的ZF 公司, 都相繼研制出各自的EPS。比如: 大發(fā)汽車公司在其Mi2ra 車上裝備了EPS , 三菱汽車公司則在其Minica 車上裝備了EPS ; 本田汽車公司的Accord 車目前已經(jīng)選裝EPS , S2000 轎車的動(dòng)力轉(zhuǎn)向也將傾向于選擇EPS ;Delphi 汽車系統(tǒng)公司已經(jīng)為大眾的Polo 、歐寶的318i以及菲亞特的Punto 開發(fā)出EPS 。
TRW從1998 年開始, 便投入了大量人力、物力和財(cái)力用于EPS 的開發(fā)。他們最初針對(duì)客車開發(fā)出轉(zhuǎn)向柱助力式EPS , 如今小齒輪助力式EPS 開發(fā)也已獲成功。1999 年3 月, 他們的EPS 已經(jīng)裝備在轎車上, 如Ford Fiesta 和Mazda 323F 等 。Mercedes OBenz 和Siemens Automotive 兩大公司共同投資6 500 萬(wàn)英鎊用于開發(fā)EPS , 他們的目標(biāo)是到2002 年裝車, 年產(chǎn)300 萬(wàn)套, 成為全球EPS 制造商。他們計(jì)劃開發(fā)出適用于汽車前橋負(fù)荷超過(guò)1200kg的EPS，因此貨車也將可能成為EPS的裝備目標(biāo)。而我國(guó)在2002 年才開始研制開發(fā)汽車EPS 產(chǎn)品, 目前已經(jīng)知道的有13 家企業(yè)和科研院校正在研制中。其中南摩股份有限公司( 生產(chǎn)轉(zhuǎn)向柱式的EPS 產(chǎn)品) 在2003 年開始進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段, 其他廠家和科研院校均在開發(fā)階段中。
經(jīng)過(guò)20 幾年的發(fā)展, EPS 技術(shù)日趨完善。其應(yīng)用范圍已經(jīng)從最初的微型轎車向更大型轎車和商用客車方向發(fā)展, 如本田的Accord 和菲亞特的Punto 等中型轎車已經(jīng)安裝EPS ,本田甚至還在其Acura NSX賽車上裝備了EPS 。EPS 的助力型式也從低速范圍助力型向全速范圍力型發(fā)展, 并且其控制形式與功能也進(jìn)一步加強(qiáng)。日本早期的EPS 僅僅在低速和停車時(shí)提供助力, 高速時(shí)EPS 將停止工作。新一代的EPS 則不僅在低速和停車時(shí)提供助力, 而且還能在高速時(shí)提高汽車的操縱穩(wěn)定性。如鈴木公司裝備在Wagon R + 車上的EPS 是一個(gè)負(fù)載-路面-車速感應(yīng)型助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 。由Delphi 為Punto 車開發(fā)的EPS 屬全速范圍助力型, 并且首次設(shè)置了兩個(gè)開關(guān), 其中一個(gè)用于郊區(qū), 另一個(gè)用于市區(qū)和停車。當(dāng)車速大于70km/ h 后, 這兩種開關(guān)設(shè)置的程序則是一樣的, 以保證汽車在高速時(shí)有合適的路感。這樣即使汽車行駛到高速公路時(shí)駕駛員忘記切換開關(guān)也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。市區(qū)型開關(guān)還與油門相關(guān),使得在踩油門加速和松油門減速時(shí), 轉(zhuǎn)向更平滑。隨著直流電機(jī)性能的改進(jìn), EPS 助力能力的提高, 其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步拓寬, 現(xiàn)在3 升級(jí)的運(yùn)動(dòng)型跑車也有安裝EPS。EPS 代表未來(lái)動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展方向, 將作為標(biāo)準(zhǔn)件裝備到汽車上, 并將在動(dòng)力轉(zhuǎn)向領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。據(jù)TRW公司預(yù)測(cè), 到2010 年全世界生產(chǎn)的每3 輛轎車中就有1 輛裝備EPS。特別是低排放汽車(LEV) 、混合動(dòng)力汽車(HEV) 、燃料電池汽車( FCEV) 、電動(dòng)汽車(EV) 四大EV 汽車將構(gòu)成未來(lái)汽車發(fā)展的主體，這給EPS 帶來(lái)了更加廣闊的應(yīng)用前景。
盡管EPS 已達(dá)到了其最初的設(shè)計(jì)目的, 但仍然存在一些問題需要解決, 其中, 進(jìn)一步改善電動(dòng)機(jī)的性能是關(guān)鍵問題。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的性能是影響控制系統(tǒng)性能的主要因素, 電動(dòng)機(jī)本身的性能及其與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的匹配都將影響到轉(zhuǎn)向操縱力、轉(zhuǎn)向路感等問題。概括地說(shuō), 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展方向主要為: 改進(jìn)控制系統(tǒng)性能和降低控制系統(tǒng)的制造成本。只有進(jìn)一步改進(jìn)控制系統(tǒng)性能, 才能滿足更高檔轎車的使用要求。另外, EPS 的控制信號(hào)將不再僅僅依靠車速與扭矩, 而是根據(jù)轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向速度、橫向加速度、前軸重力等多種信號(hào)進(jìn)行與汽車特性相吻合的綜合控制, 以獲得更好的轉(zhuǎn)向路感。未來(lái)的EPS 將朝著電子四輪轉(zhuǎn)向的方向發(fā)展, 并與電子懸架統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制。
2、目的、依據(jù)和意義
隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們對(duì)于汽車功能的要求變得越來(lái)越高，EPS系統(tǒng)也迎來(lái)了巨大的市場(chǎng)需求，許多廠商都以EPS系統(tǒng)作為一個(gè)賣點(diǎn)，來(lái)吸引顧客買車。所謂電動(dòng)轉(zhuǎn)向( EPS) , 就是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,用電池作為能源, 電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力, 以轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩以及車速為輸入信號(hào), 通過(guò)電子控制裝置, 協(xié)助人力轉(zhuǎn)向, 并獲得最佳轉(zhuǎn)向力特性的伺服系統(tǒng)。EPS汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性, 對(duì)于確保車輛的安全行駛、減少交通事故以及保護(hù)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。特別是EPS用電動(dòng)機(jī)直接提供助力，助力大小由電子控制單元（ECU）控制。它能在汽車低速行駛轉(zhuǎn)向時(shí)減輕轉(zhuǎn)向力使轉(zhuǎn)向輕便、靈活; 在汽車高速行駛轉(zhuǎn)向時(shí), 適當(dāng)加重轉(zhuǎn)向力, 從而提高了高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性, 增強(qiáng)了路感 。不僅如此,EPS的能耗是HPS能耗的1 /3以下, 且前者比后者使整車油耗下降可達(dá)3% - 5%, 因而, 它能節(jié)約燃料，提高主動(dòng)安全性，且有利于環(huán)保。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、研究的基本內(nèi)容
（1）分析轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及工作原理。
（2）分析助力電機(jī)與電磁離合器的工作原理，選取合適的助力電機(jī)和電磁離合器。
（3）分析減速機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿式的工作原理 ，確定具體的參數(shù)。
（4）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)。
（5）聯(lián)軸器的選擇。
（6）扭轉(zhuǎn)傳感器的選擇。
2、擬解決的主要問題
（1）利用Autocad完成蝸輪蝸桿與轉(zhuǎn)向器裝配圖的繪制。
（2）利用強(qiáng)度校核公式對(duì)蝸輪蝸桿及轉(zhuǎn)向器各部件進(jìn)行校核，確保符合實(shí)際應(yīng)用。
（3）繪制助力系統(tǒng)分布圖。
（4）確定蝸桿相對(duì)蝸輪的布置方式。
三、技術(shù)路線（研究方法）
調(diào)研、收集資料及總體方案論證
分析轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理
助力電機(jī)的選擇
電磁離合器的選擇
扭轉(zhuǎn)傳感器的選擇擇選擇
減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)
撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書
蝸桿軸徑向、軸向尺寸確定
蝸輪軸徑向、軸向尺寸確定
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集，完成開題報(bào)告 第4周（3月24日～3月30日）
（2）助力電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、扭轉(zhuǎn)傳感器的選擇 第4～5周（3月21～4月1日）
（3）減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及校核 第5～7周（4月1日～4月19日）
（4）轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)第8～12周（4月20～5月24日）
（5）撰寫說(shuō)明書第13～14周（5月25～6月7日）
（6）設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周（6月9日～6月22日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月23日～6月 29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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