齒輪齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真分析【說(shuō)明書(shū)+CAD+UG+仿真】

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可 少 的 最 基 本 的 系 統(tǒng) 之 一 ， 也 是 決 定 汽 車(chē) 主 動(dòng) 安全 性 的 關(guān) 鍵 總 成 ， 保 持 汽 車(chē) 具 備 良 好 的 操 縱 性 能 ， 始 終 是 汽 車(chē) 研 究 的 重 要 課 題 。 特 別 是 在車(chē) 輛 高 速 化 ， 車(chē) 流 密 集 化 的 今 天 ， 汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 向 系 的 研 究 顯 得 尤 為 重 要 。 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 是汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 方 向 。 該 系 統(tǒng) 由 電 動(dòng) 助 力 機(jī) 直 接 提 供 轉(zhuǎn) 向 助 力 ， 省 去 了 液 壓 動(dòng) 力 轉(zhuǎn) 向系 統(tǒng) 所 必 需 的 動(dòng) 力 轉(zhuǎn) 向 油 泵 、 軟 管 、 液 壓 油 、 傳 送 帶 和 裝 于 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 上 的 皮 帶 輪 ， 既 節(jié) 省 能 量 ， 又 保 護(hù) 了 環(huán) 境 。 另 外 ， 還 具 有 調(diào) 整 簡(jiǎn) 單 、 裝 配 靈 活 以 及 在 多 種 狀 況 下 都 能 提 供 轉(zhuǎn) 向 助力 的 特 點(diǎn) 。 在 可 預(yù) 見(jiàn) 的 將 來(lái) ， 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 在 汽 車(chē) 領(lǐng) 域 必 定 會(huì) 有 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 在 本 文中 重 點(diǎn) 進(jìn) 行 齒 輪 齒 條 轉(zhuǎn) 向 器 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 和 對(duì) 轉(zhuǎn) 向 齒 輪 軸 的 校 核 ， 。 主 要 方 法 和 理 論 采 用 汽車(chē) 設(shè) 計(jì) 的 經(jīng) 驗(yàn) 參 數(shù) 和 大 學(xué) 所 學(xué) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 的 課 程 內(nèi) 容 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) ， 并 做 了 歸 納 和 總 結(jié) 。2. 研 究 現(xiàn) 狀從 世 界 第 一 輛 汽 車(chē) 問(wèn) 世 至 今 ， 汽 車(chē) 工 業(yè) 已 經(jīng) 經(jīng) 歷 了 百 年 歷 程 。 現(xiàn) 代 的 汽 車(chē) 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(chē) 底 盤(pán)中 的 獨(dú) 立 分 系 統(tǒng) ， 在 汽 車(chē) 技 術(shù) 發(fā) 展 的 過(guò) 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(xiàn)控 轉(zhuǎn) 向 和 主 動(dòng) 轉(zhuǎn) 向 幾 個(gè) 階 段 。 改 革 開(kāi) 放 以 來(lái) ， 我 國(guó) 汽 車(chē) 工 業(yè) 發(fā) 展 迅 猛 。 作 為 汽 車(chē) 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(zhuān) 業(yè) 化 、 系 列 化 生 產(chǎn) 的 局 面 。 有 資 料 顯 示 ， 國(guó) 外 有 很 多 國(guó) 家 的轉(zhuǎn) 向 器 廠(chǎng) ， 都 已 發(fā) 展 成 大 規(guī) 模 的 生 產(chǎn) 的 專(zhuān) 業(yè) 廠(chǎng) ， 年 產(chǎn) 超 夠 百 萬(wàn) 臺(tái) ， 壟 斷 了 轉(zhuǎn) 向 器 的 生 產(chǎn) ，并 且 銷(xiāo) 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(chē) 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 。 2 從 70年 代 起 轎 車(chē) 興 起 了 齒 輪 齒 條 轉(zhuǎn) 向 器 ， 這 種 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) 由 方 向 盤(pán) 、 轉(zhuǎn) 向 軸 、 萬(wàn) 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(pán) 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(chē) 行 駛 的 方 向 。這 種 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) 與 循 環(huán) 球 式 等 其 它 類(lèi) 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(jiǎn) 單 ， 傳 動(dòng) 效 率 高 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 而 且 它 的 逆 傳 動(dòng) 效 率 也 高 ， 在 車(chē) 輛 行 駛 時(shí) 可 以 保 證 偏 轉(zhuǎn)車(chē) 輪 的 自 動(dòng) 回 正 ， 駕 駛 者 的 路 感 性 強(qiáng) 。近 年 來(lái) ， 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) 在 乘 用 車(chē) 上 得 到 應(yīng) 用 ， 并 有 良 好 的 發(fā) 展 前 景 。 目 前 用 于 乘用 車(chē) 的 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) 的 轉(zhuǎn) 向 器 ， 均 采 用 齒 輪 齒 條 式 轉(zhuǎn) 向 器 。 其 功 能 除 用 來(lái) 傳 遞 來(lái) 自 轉(zhuǎn)向 器 的 力 矩 與 運(yùn) 動(dòng) 外 ， 還 有 增 扭 、 降 速 作 用 。因 為 微 型 轎 車(chē) 上 狹 小 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 艙 空 間 給 液 壓 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 安 裝 帶 來(lái) 了 很 大 的 麻 煩 ， 而 EPS 原 件 比 較 少 ， 重 量 輕 ， 裝 配 方 便 ， 比 較 適 合 在 微 型 轎 車(chē) 上 安 裝 。 因 此 在 國(guó) 外 ， EPS系 統(tǒng) 首 先 是 在 微 型 轎 車(chē) 上 發(fā) 展 起 來(lái) 的 。上 世 紀(jì) 80年 代 初 期 ， 日 本 鈴 木 公 司 首 次 在 其 Cervo 轎 車(chē) 上 安 裝 了 EPS 系 統(tǒng) ， 隨 后 還應(yīng) 用 在 其 Alto 車(chē) 上 。 此 后 ， EPS 在 日 本 得 到 迅 速 發(fā) 展 。 出 于 節(jié) 能 環(huán) 保 的 考 慮 ， 歐 、 美 等國(guó) 的 汽 車(chē) 公 司 也 相 繼 對(duì) EPS 進(jìn) 行 了 開(kāi) 發(fā) 和 研 究 。 雖 然 比 日 本 晚 了 十 年 時(shí) 間 ， 但 是 歐 美 國(guó)家 的 開(kāi) 發(fā) 力 度 比 較 大 ， 所 選 擇 的 產(chǎn) 品 類(lèi) 型 也 有 所 不 同 。我 國(guó) 汽 車(chē) 電 子 行 業(yè) 的 總 體 發(fā) 展 相 對(duì) 滯 后 ， 但 是 ， 隨 著 汽 車(chē) 對(duì) 環(huán) 保 、 節(jié) 能 和 安 全 性 要 求的 進(jìn) 一 步 提 高 ， 代 表 著 現(xiàn) 代 汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 方 向 的 EPS 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 已 被 我 國(guó)列 為 高 新 科 技 產(chǎn) 業(yè) 項(xiàng) 目 之 一 ， 國(guó) 內(nèi) 各 大 院 校 、 科 研 機(jī) 構(gòu) 和 企 業(yè) 在 進(jìn) 行 EPS 技 術(shù) 的 研 究 ，也 有 少 數(shù) 供 應(yīng) 商 能 批 量 提 供 轉(zhuǎn) 向 軸 式 的 EPS 系 統(tǒng) 。 但 總 的 來(lái) 講 目 前 國(guó) 內(nèi) EPS 技 術(shù) 還 不 成 熟 ； 供 應(yīng) 商 所 提 供 的 EPS 系 統(tǒng) 還 未 達(dá) 到 產(chǎn) 品 級(jí) 的 要 求 ， 且 類(lèi) 型 單 一 ， 還 不 能 滿(mǎn) 足 整 車(chē) 廠(chǎng)需 要 。 據(jù) 悉 ， 自 主 品 牌 研 發(fā) 的 EPS 系 統(tǒng) 離 產(chǎn) 業(yè) 化 就 差 整 車(chē) 廠(chǎng) 批 量 裝 車(chē) 認(rèn) 可 這 一 臺(tái) 階 了 ，相 信 很 快 就 可 以 實(shí) 現(xiàn) 量 產(chǎn) 。 可 見(jiàn) 齒 輪 齒 條 式 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 是 未 來(lái) 動(dòng) 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 一 個(gè)發(fā) 展 趨 勢(shì) 。 3 二、研究方案及預(yù)期結(jié)果。1. 設(shè) 計(jì) 方 案 或 論 文 主 要 研 究 內(nèi) 容（ 1） 熟 悉 和 掌 握 汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 現(xiàn) 狀 。（ 2） 分 析 汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 分 類(lèi) 以 及 實(shí) 際 汽 車(chē) 車(chē) 型 中 的 應(yīng) 用 。（ 3） 熟 悉 和 掌 握 齒 輪 齒 條 式 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 器 的 構(gòu) 造 和 工 作 原 理 。（ 4） 熟 悉 和 掌 握 齒 輪 齒 條 式 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 功 能 特 點(diǎn) 和 關(guān) 鍵 技 術(shù) 參 量 。2. 主 要 解 決 的 問(wèn) 題 、 理 論 、 方 法 、 技 術(shù) 路 線(xiàn)汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 向 系 是 保 持 或 者 改 變 汽 車(chē) 行 駛 方 向 的 機(jī) 構(gòu) ， 在 汽 車(chē) 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(chē) 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(chē) 穩(wěn) 定 地 直 線(xiàn) 行 駛 。 轉(zhuǎn) 向 系 對(duì) 汽 車(chē) 行 駛 的 操 縱 性 、 穩(wěn) 定 性 和 安 全 性 都 具 有 重 要 的 意 義 。（ 1） 對(duì) 齒 輪 齒 條 式 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 結(jié) 構(gòu) 和 工 作 原 理 的 了 解 ；對(duì) 于 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) (EPS)， 電 動(dòng) 機(jī) 僅 在 汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 向 時(shí) 才 工 作 并 消 耗 蓄 電池 能 量 ； 而 對(duì) 于 常 流 式 液 壓 動(dòng) 力 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) ， 因 液 壓 泵 處 于 長(zhǎng) 期 工 作 狀 態(tài) 和 內(nèi)泄 漏 等 原 因 要 消 耗 較 多 的 能 量 。 兩 者 比 較 ， 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 的 燃 料 消 耗 率 僅 為液 壓 動(dòng) 力 轉(zhuǎn) 向 的 16% 20%。（ 2） 齒 輪 齒 條 轉(zhuǎn) 向 器 設(shè) 計(jì) 。采 用 齒 輪 齒 條 式 轉(zhuǎn) 向 器 。 其 功 能 除 用 來(lái) 傳 遞 來(lái) 自 轉(zhuǎn) 向 盤(pán) 的 力 矩 與 運(yùn) 動(dòng) 以 外 ， 還 有 增 扭 、降 速 作 用 。 齒 輪 齒 條 轉(zhuǎn) 向 器 最 主 要 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 ： 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 價(jià) 格 低 廉 、 質(zhì) 量 輕 、 剛 性 好 、 使用 可 靠 ； 傳 動(dòng) 效 率 高 達(dá) 90%； 根 據(jù) 輸 入 齒 輪 位 置 和 輸 出 特 點(diǎn) 不 同 ， 齒 輪 齒 條 式 轉(zhuǎn) 向 器 有 四 種 形 式 ： 中 間 輸 入 ， 兩 端 輸 出 ； 側(cè) 面 輸 入 ， 兩 端 輸 出 ； 側(cè) 面 輸 入 ， 中 間 輸 出 ； 側(cè) 面 輸 入 ，一 端 輸 出 。3. 論 文 框 架 （ 列 出 說(shuō) 明 書(shū) 大 體 結(jié) 構(gòu) 及 提 綱 ）(1)緒 論(2)電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)(3)齒 輪 齒 條 轉(zhuǎn) 向 器 設(shè) 計(jì) 與 計(jì) 算(4)轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 三 維 實(shí) 體 建 模(5)轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 裝 配(6)轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 運(yùn) 動(dòng) 仿 真 4 (7)有 限 元 分 析(8)經(jīng) 濟(jì) 技 術(shù) 性 分 析(9)結(jié) 論(10)致 謝(11)參 考 文 獻(xiàn)4. 預(yù) 期 結(jié) 果繪 制 工 程 圖 紙 4張 （ 裝 配 圖 2張 A0A2， 零 件 圖 2張 A3）編 寫(xiě) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 說(shuō) 明 1份翻 譯 相 關(guān) 外 文 文 獻(xiàn) 1篇 5 三、研究進(jìn)度第 1周 第 4周 ： 畢 業(yè) 實(shí) 習(xí) ， 收 集 資 料 ， 撰 寫(xiě) 實(shí) 習(xí) 報(bào) 告 。第 5周 ： 撰 寫(xiě) 開(kāi) 題 報(bào) 告 ， 進(jìn) 行 開(kāi) 題 答 辯 。第 6周 第 7周 ： 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 參 數(shù) 選 擇 。第 8周 第 9周 ： 對(duì) 齒 輪 齒 條 轉(zhuǎn) 向 器 設(shè) 計(jì) ， 完 成 計(jì) 算 。第 10周 第 11周 ： 運(yùn) 用 繪 圖 軟 件 進(jìn) 行 仿 真 分 析 。第 12周 第 13周 ： 對(duì) 設(shè) 計(jì) 進(jìn) 行 修 正 與 優(yōu) 化 。第 14周 第 15周 ： 整 理 設(shè) 計(jì) 資 料 ， 打 印 輸 出 ， 提 交 設(shè) 計(jì) 資 料 。第 16周 ： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 答 辯 。 6 四、主要參考文獻(xiàn) 1 劉 惟 信 .汽 車(chē) 設(shè) 計(jì) M .北 京 ： 清 華 大 學(xué) 出 版 社 ， 2001. 2 王 望 予 .汽 車(chē) 設(shè) 計(jì) M .北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2006. 3 陳 家 瑞 .汽 車(chē) 構(gòu) 造 M .機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 .2005. 4 中 國(guó) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 會(huì) ,中 國(guó) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 大 典 編 委 會(huì) .中 國(guó) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 大 典 M .江 西 科 學(xué) 技術(shù) 出 版 社 .2002. 5 董 麗 霞 ,張 平 .簡(jiǎn) 明 汽 車(chē) 技 術(shù) 詞 典 M .人 民 交 通 出 版 社 .2003. 6 張 金 柱 ,韓 玉 敏 ,石 美 玉 .汽 車(chē) 工 程 專(zhuān) 業(yè) 英 語(yǔ) M .化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 .2005. 7 李 建 成 .汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 向 原 理 M .北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2003. 8 杜 浩 .汽 車(chē) 設(shè) 計(jì) 與 研 究 M .鄭 州 ： 國(guó) 防 工 業(yè) 出 版 社 ， 2006. 9 王 三 民 ,諸 文 俊 .機(jī) 械 原 理 與 設(shè) 計(jì) M .機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 .2002 . 10 M.velardocchia and F.Amisano.R.FloraA linear thermal model for an automotiveclutch,SAE2000-01-0834 11 ChristopherC.Bostwickand AndrewSzadkowski.Self-ExcitedVibrationsDuring Engagementsof Dry Friction Clutches,SAE982846五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)指導(dǎo)教師簽字：