東風輕型貨車轉向系統(tǒng)設計【循環(huán)球式轉向器的設計】【循環(huán)球—齒條齒扇式轉向器】

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黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 Appendix The traditional automobile steering system is the mechanical system, the car turned to sports is the pilot control by steering wheel, through the steering gear and a series of rods to transfer to the wheel and realize. Ordinary steering system built on the basis of mechanical steering, normally according to mechanical steering gear form can be divided into: super-modulus gear type, circulation ball type, worm wheel type, worm refers to pin type. There are two kinds of common super-modulus gear type and cycle is ball type (used to need bigger to force). The steering system is the most common, at present we most low-end cars is the super-modulus gear type mechanical steering system. From the 1940 s, to lighten the burden in mechanical strength, steering system based on the increase hydraulic booster hydraulic power steering system (HPS), it is based on the mechanical system, on the basis of added a hydraulic system, commonly oil pump, v-shaped belt wheel, oil injection equipment, power devices and control valves. Because of its reliable work, mature technology is still widely used. Now hydraulic steering system applied in practice most, according to control valves form has turned valve type and rotary piston cent. The steering system the most important new feature is hydraulic support to exercise, so can reduce the driver role on the steering wheel force. Although the traditional steering system work the most reliable, but there are also many inherent disadvantages, traditional steering system due to the steering wheel steering wheel and mechanical connection between and produce some unavoidable defect itself: (1) the car by driving technology to characteristics of the serious influence; (2) the transmission ratio, to make the car to fixed properties with steering response speed, and lateral acceleration, etc, the driver must changes in advance for automobile steering the amplitude and phase change of the operation, which must be compensation control car driving at its will. This will increase the drivers seeking manipulation of the burden, to make the car drive to have a lot of security reasons; (3) the hydraulic steering system economy is poor, general car every one hundred km on to burn a 0.3 ~ 0.4 litres of fuel; In addition, existing hydraulic oil leakage problem on the environment caused by the pollution, in environmental protection performance has been increasingly emphasize today, is undoubtedly a clear disadvantage. 附 錄 傳統(tǒng)的汽車轉向系統(tǒng)是機械系統(tǒng)，汽車的轉向運動是由駕駛員操縱方向盤，通過轉向器和一系列的桿件傳遞到轉向車輪而實現(xiàn)的。普通的轉向系統(tǒng)建立在機械轉向的基礎上，通常根據機械式轉向器形式可以分為：齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式。常用的有兩種是齒輪齒條式和循環(huán)球式(用于需要較大的轉向力時)。這種轉向系統(tǒng)是我們最常見的，目前大部分低端轎車采用的就是齒輪齒條式機械轉向系統(tǒng)。 從上世紀四十年代起，為減輕駕駛員體力負擔，在機械轉向系統(tǒng)基礎上增加了液壓助力系統(tǒng)HPS(hydraulic power steering)，它是建立在機械系統(tǒng)的基礎之上的，額外增加了一個液壓系統(tǒng)，一般有油泵、V形帶輪、油管、供油裝置、助力裝置和控制閥。由于其工作可靠、技術成熟至今仍被廣泛應用。 現(xiàn)在液壓助力轉向系統(tǒng)在實際中應用的最多，根據控制閥形式有轉閥式和滑閥式之分。這個助力轉向系統(tǒng)最重要的新功能是液力支持轉向的運動，因此可以減少駕駛員作用在方向盤上的力。雖然傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)工作最可靠，但是也存在很多固有的缺點，傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)由于方向盤和轉向車輪之間的機械連接而產生一些自身無法避免的缺陷：①汽車的轉向特性受駕駛員駕駛技術的影響嚴重；②轉向傳動比固定，使汽車轉向響應特性隨車速、側向加速度等變化而變化，駕駛員必須提前針對汽車轉向特性幅值和相位的變化進行一定的操作補償，從而控制汽車按其意愿行駛。這就變相地增加了駕駛員的操縱負擔，使汽車轉向行駛存在很大的不安全隱患；③液壓助力轉向系統(tǒng)經濟性差，一般轎車每行駛一百公里要多消耗0.3~0.4升的燃料；另外，存在液壓油泄漏問題，對環(huán)境造成污染，在環(huán)保性能被日益強調的今天，無疑是一個明顯的劣勢。 3 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） 選擇基本參數并對各參數進行設計與計算 （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, 控制器根據汽車轉向工況控制路感電機產生合適的轉矩, 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，而后者則是根據汽車前軸的載荷來確定出齒扇模數，再由此設計出所有參數的。 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 汽車主要參數的確定 汽車形式的確定 汽車總體參數的確定 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據處理系統(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. A Control Strategy to Reduce Steering Torque for Stationary Vehicles Equipped With EPS. 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 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 摘 要 汽車在行駛的過程中，需要按照駕駛員的意志經常改變其行駛方向，即所謂的汽車轉向。汽車的轉向系統(tǒng)是一套用來改變或恢復汽車行駛方向的專用機構，本文的研究內容即是輕型貨車的轉向系統(tǒng)設計。 本文針對的是與非獨立懸架相匹配的整體式兩輪轉向機構。利用相關汽車設計和連桿機構運動學的知識，首先對轉向器，轉向傳動機構進行選擇，接著再對轉向器和轉向傳動機構進行設計，最后，利用軟件AUTOCAD完成轉向系統(tǒng)的設計圖紙。 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，而后者則是根據汽車前軸的載荷來確定出齒扇模數，再由此設計出所有參數的。 轉向梯形的設計選用的是整體式轉向梯形，本文在設計中借鑒同類汽車轉向梯形設計的經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。 本文在消化，吸收，總結，歸納前人的成果上，系統(tǒng)、全面地對機械轉向系進行理論分析，設計及優(yōu)化。為輕型汽車轉向系的設計開發(fā)提供了一種步驟簡單的設計方法。 關鍵詞：轉向系；轉向器；轉向梯形；傳動副；結構元件 ABSTRACT In a moving vehicle, the driver will need to frequently change its traveling direction, the so-called steering. Vehicle steering system is used to change or restore a car in the direction of a dedicated agency, the contents of this paper is the study of light vehicle steering system design. This article is aimed at non-independent suspension and would like to match the overall style of the two steering. The use of the relevant vehicle design and kinematic linkage of knowledge, first of all, the steering gear, steering transmission choice, and then to the steering gear and steering transmission (mainly trapezoidal steering ) design, and finally, the use of AUTOCAD software and the Steering system to complete the design drawings. Steering the ball of choice is the cycle of fan-type steering gear rack teeth, in the design of steering gear, including a screw - Ball - Vice-nut drive the design and rack - fan drive gear pair design, the former is based on the reference to similar vehicles, to determine the center distance of the ball, the design of a series of size, while the latter is based on the vehicle front axle load to determine the fan module out of gear, and then all of the resulting design parameters. Steering linkage design is a whole selection of steering trapezoid, the paper design is used in car steering linkage from a similar experience in the design of the size of the steering linkage to the primary size. Through to the actual steering wheel in the maximum deflection angle with the steering wheel in the most ideal test of the difference of deflection angle, and four institutions, as a minimum transmission angle of its examination, to determine whether the design of steering trapezoid in line with the basic requirements. In this paper, digestion, absorption, and summing up, summing up the results of their predecessors, the systematic, comprehensive mechanical steering system to carry out theoretical analysis, design and optimization. For the light vehicle steering system design and development provides a simple design method steps. key words：Steering system；Steering gear；Steering trapezium；Transmission vice；Structural components III 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 目 錄 摘要...................................................................................................................................Ⅰ Abstract.............................................................................................................................Ⅱ 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.........................................................................................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..............................................................................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