某乘用車齒條助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計-帶答辯PPT【三維CATIA模型】【含CAD圖紙】
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某乘用車齒條助力式轉(zhuǎn)向某乘用車齒條助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計答辯人:郭興川導(dǎo) 師:劉濤2014年6月24日哈爾哈爾濱濱工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)(威海)(威海)目錄頁目錄頁contents0101緒論及原理分析緒論及原理分析0202結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計0303轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計0404三維建模和有限元分析三維建模和有限元分析1、緒論和原理分析和原理分析12將EPS和其他系統(tǒng)比較,介紹了EPS的特點(diǎn),并從國內(nèi)研究現(xiàn)狀和國外研究現(xiàn)狀兩部分闡述EPS的研究現(xiàn)狀。闡述了本課題研究的目的和意義,旨在嘗試通過對齒條助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計,彌補(bǔ)常規(guī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和性能上的不足,達(dá)到更好的轉(zhuǎn)向效果。-研究的目的和意義-國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1、緒論和原理分析和原理分析3(1)對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計計算。對轉(zhuǎn)向系方案進(jìn)行選擇,確定轉(zhuǎn)向系的主要參 數(shù),對主要部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。(2)對轉(zhuǎn)向梯形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。對轉(zhuǎn)向梯形數(shù)學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo),分析理想的左右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角關(guān)系和實際的左右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系,用Matlab對轉(zhuǎn)向梯形進(jìn)行優(yōu)化,給出優(yōu)化結(jié)果,并做驗證分析。(3)用CATIA建立齒條助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)完整的三維實體模型。(4)基于ANSYS對轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行有限元分析。(5)繪制齒條助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)完整的工程圖,包括轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)裝配圖、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)裝配圖及重要部件零件圖。-本文主要內(nèi)容1、緒論和原理分析和原理分析4-電動助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)示意圖1、緒論和原理分析和原理分析5-電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車速感應(yīng)型助力特性當(dāng)車速Va=0時,相當(dāng)于汽車在原地轉(zhuǎn)向,助力特性曲線的位置居其他各條曲線之上,助力強(qiáng)度達(dá)到最大。隨著車速Va不斷升高,助力特性曲線的位置也逐漸降低,直至車速Va達(dá)到最高車速Vamax為止,此時的助力強(qiáng)度已為最小,而路感強(qiáng)度達(dá)到最大。目錄頁目錄頁contents0101緒論及原理分析緒論及原理分析0202結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計0303轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計0404三維建模和有限元分析三維建模和有限元分析2、結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù)設(shè)計序號序號參數(shù)名稱參數(shù)名稱數(shù)值數(shù)值序號序號參數(shù)名稱參數(shù)名稱數(shù)值數(shù)值1總質(zhì)量(kg)20905輪胎215/60R162輪距(mm)15906輪胎壓力(MPa)0.183軸距(mm)28007最小轉(zhuǎn)彎半徑57004方向盤直徑(mm)3508轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷(N)7650 在對整車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分析之前,首先根據(jù)本田雅閣汽車參數(shù),整理出目標(biāo)車輛的整車參數(shù)。2、結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù)設(shè)計 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的四種輸出形式:根據(jù)四種形式的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn),本設(shè)計采用圖b所示的側(cè)面輸入,兩端輸出的形式。2、結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù)設(shè)計轉(zhuǎn)向系計算載荷的確定序號序號參數(shù)名稱參數(shù)名稱數(shù)值數(shù)值序號序號參數(shù)名稱參數(shù)名稱數(shù)值數(shù)值1阻力矩(Nmm)340805.15輪胎直徑(mm)5402轉(zhuǎn)向盤手力(N)122.26橫拉桿直徑(mm)153輪輞直徑(mm)406.47齒輪軸直徑(mm)304梯形臂長度(mm)1508轉(zhuǎn)向器角傳動比18經(jīng)過計算,選擇轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的初選參數(shù):2、結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù)設(shè)計齒條的設(shè)計經(jīng)過計算,得出齒條的尺寸設(shè)計參數(shù):序號項目尺寸參數(shù)()1總長7302直徑253齒數(shù)204法向模數(shù)32、結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù)設(shè)計齒條的二維圖2、結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù)設(shè)計齒輪軸的設(shè)計經(jīng)過計算,得出齒輪軸的尺寸設(shè)計參數(shù):序號項目尺寸參數(shù)(mm)1總長1202齒寬353齒數(shù)74法向模數(shù)35螺旋角 206螺旋方向左旋2、結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù)設(shè)計齒輪軸的二維圖2、結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù)設(shè)計轉(zhuǎn)向橫拉桿及其端部的二維圖根據(jù)參考車型的參數(shù),得出轉(zhuǎn)向橫拉桿及其端部的尺寸,并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計,其二維圖如圖所示:2、結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù)設(shè)計齒條調(diào)整裝置根據(jù)參考車型的參數(shù),得到齒條調(diào)整裝置的齒條導(dǎo)向座、彈簧、調(diào)節(jié)螺塞和鎖緊螺母的參數(shù),并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計,其二維圖如圖所示:目錄頁目錄頁contents0101緒論及原理分析緒論及原理分析0202結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計0303轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計0404三維建模和有限元分析三維建模和有限元分析3、轉(zhuǎn)向梯形的向梯形的優(yōu)化化設(shè)計用Matlab對轉(zhuǎn)向梯形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,優(yōu)化前后汽車內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角關(guān)系如下圖所示。優(yōu)化前3、轉(zhuǎn)向梯形的向梯形的優(yōu)化化設(shè)計用Matlab對轉(zhuǎn)向梯形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,優(yōu)化前后汽車內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角關(guān)系如下圖所示。優(yōu)化后目錄頁目錄頁contents0101緒論及原理分析緒論及原理分析0202結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計0303轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計0404三維建模和有限元分析三維建模和有限元分析4、三、三維實體建模及有限元分析體建模及有限元分析 根據(jù)轉(zhuǎn)向傳動方案的選取、尺寸結(jié)構(gòu)的計算及參考車型的參數(shù),繪制了齒條助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三維圖:轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總裝配圖4、三、三維實體建模及有限元分析體建模及有限元分析 根據(jù)轉(zhuǎn)向傳動方案的選取、尺寸結(jié)構(gòu)的計算及參考車型的參數(shù),繪制了齒條助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三維圖:轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)4、三、三維實體建模及有限元分析體建模及有限元分析 根據(jù)轉(zhuǎn)向傳動方案的選取、尺寸結(jié)構(gòu)的計算及參考車型的參數(shù),繪制了齒條助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三維圖:轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)4、三、三維實體建模及有限元分析體建模及有限元分析 將轉(zhuǎn)向節(jié)導(dǎo)入到ANSYS軟件中,對轉(zhuǎn)向節(jié)在越不平路面、緊急制動和側(cè)滑三種危險工況下進(jìn)行有限元分析:越不平路面變形圖越不平路面應(yīng)力圖4、三、三維實體建模及有限元分析體建模及有限元分析 將轉(zhuǎn)向節(jié)導(dǎo)入到ANSYS軟件中,對轉(zhuǎn)向節(jié)在越不平路面、緊急制動和側(cè)滑三種危險工況下進(jìn)行有限元分析:越不平路面變形圖越不平路面應(yīng)力圖4、三、三維實體建模及有限元分析體建模及有限元分析 緊急制動工況下緊急制動變形圖緊急制動應(yīng)力圖4、三、三維實體建模及有限元分析體建模及有限元分析 側(cè)滑工況下側(cè)滑變形圖側(cè)滑應(yīng)力圖4、三、三維實體建模及有限元分析體建模及有限元分析有限元結(jié)果分析有限元結(jié)果分析 經(jīng)過對轉(zhuǎn)向節(jié)在越不平路面、緊急制動和側(cè)滑三種危險工況下進(jìn)行有限元分析,結(jié)果表明轉(zhuǎn)向節(jié)在三種危險工況下的變形均很小,在許用范圍內(nèi)。而應(yīng)力均小于許用應(yīng)力394MPa,所以轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計符合要求。6、致、致謝謝謝!謝謝!
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