汽车转向机构设计开题报告

华北理工大学迁安学院毕业设计（论文）开题报告题目：汽车机械转向机构设计专业：机械制造及其自动化班级：机械八班姓名：郭龙杰学号：201343200811指导教师：卢艳楠2016年5月10日一、题目来源背景（现状、前景）转向器是转向系主要构成的关键零件，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向装置的结构也有很大变化。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(RP型)。这四种转向器型式，已经被广泛使用在汽车上。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10％左右，其它型式的转向器占5％。循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大，日本装备不同类型发动机的各类型汽车，采用不同类型转向器，在公共汽车中使用的循环球式转向器，已由60年代的62．5％，发展到现今的100％了(蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经被淘汰)。大、小型货车大都采用循环球式转向器，但齿条齿轮式转向器也有所发展。微型货车用循环球式转向器占65％，齿条齿轮式占35％。我国的转向器生产，除早期投产的解放牌汽车用蜗杆滚轮式转向器，东风汽车用蜗杆肖式转向器之外，其它大部分车型都采用循环球式结构，并都具有一定的生产经验。目前解放、东风也都在积极发展循环球式转向器，并已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器。由此看出，我国的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展。在国外，循环球式转向器实现了专业化生产，同时以专业厂为主、大力进行试和研究，大大提高了产品的产量和质量。在日本“精工”(NSK)公司的循环球式转向器就以成本低、质量好、产量大，逐步占领日本市场，并向全世界销售它的产品。德国ZF公司也作为一个大型转向器专业厂著称于世。它从1948年开始生产ZF型转向器，年产各种转向器200多万台。还有一些比较大的转向器生产厂，如美国德尔福公司SAGINAW分部；英国BURM#0；AN公司都是比较有名的专业厂家，都有很大的产量和销售面。专业化生产已成为一种趋势，只有走这条道路，才能使产品质量高、产量大、成本低，在市场上有竞争力。齿轮齿条式转向器和循环球式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器，比率都已达到或超过90％；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器，比率超过50％，法国已高达95％。由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。循环球式转向器的优点：效率高，操纵轻便，有一条平滑的操纵力特性曲线，布置方便，特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用；易于传递驾驶员操纵信号；逆效率高、回位好，与液压助力装置的动作配合得好。可以实现变速比的特性，满足了操纵轻便性的要求。中间位置转向力小、且经常使用，要求转向灵敏，因此希望中间位置附近速比小，以提高灵敏性。大角度转向位置转向阻力大，但使用次数少，因此希望大角度位置速比大一些，以减小转向力。由于循环球式转向器可实现变速比，应用正日益广泛。通过大量钢球的滚动接触来传递转向力，具有较大的强度和较好的耐磨性。并且该转向器可以被设计成具有等强度结构，这也是它应用广泛的原因之一。齿轮齿条式转向器的主要优点：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小；传动效率高达90%；齿轮与齿条之间因磨损出现间隙后，利用装在齿条背部、靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧，能自动消除间隙，这不仅可以提高转向系统的刚度，还可以防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用体积小；制造成本低。基于以上调查和转向器的优点，循环球式转向器和齿轮齿条式转向器将是以后转向器的发展的趋势和潮流。二、主要研究内容、应用价值、改进及创新（1）轻型汽车转向器的方案论证；（2）转向器的主要性能参数选择；（3）转向器各部件的设计计算；（4）转向器角传动比的变化规律（5）转向梯形的设计（6）转向器的强度校核；（7）绘制零件图及装配图三、拟采用的研究方法、手段及实验准备情况（1）查阅资料确定轻型汽车即总质量小于3500KG的M型和N型汽车所使用的转向器的类型。（2）确定转向器的角传动比，转矩传动比。研究转向器的正效率和逆效率。影响转向器效率的因素有转向器类型和转向器的结构参数与效率。（3）查阅资料和学过的知识，根据选择的性能参数设计计算。（4）通过网络和查阅资料研究转向器角传动比的变化规律（5）通过学过的知识完成转向梯形的设计并进行校核。（6）研究在EPS和非EPS两种状态下转向器的受力情况，并对其进行强度校核。（7）用CAD绘图软件绘制所设计的零件图和装配图。四、进度安排（1）2016年4月20日~2016年4月30日：论文定题，收集并阅读相关的文献资料；（2）2016年5月1日~2016年5月10日：审查、修改、完成开题报告；(3）2016年5月11日~2016年5月31日：在导师的指导下，补充并完善论文初稿；(4)2016年6月1日~2016年6月10日：进一步完善论文，并装订成册五、主要参考文献（外文参考文献不少于2篇）[1]汽车设计（第4版）王望予机械工业出版社2004.[2]汽车构造陈家瑞人民交通出版社1993.[3]汽车车桥设计刘惟信清华大学出版社2004.[4]汽车工程手册汽车工程手册编辑委员会人民交通出版社2001.[5]机械设计手册机械设计手册编委会机械工业出版社2004.[6]HenryR.Jaeck.DesignValidationTesting.SAEpaper820690[7]RidhaR.FiniteElementStressAnalysisofAutomotiveWheels.SAEpaper760085[8](德)汽车底盘基础耶尔森.莱姆帕尔科学普及出版社1992.[9]汽车底盘设计王霄锋清华大学出版社2010.[10]汽车理论余志生机械工业出版社2000指导教师意见：指导教师签字：年月日开题评议领导小组意见：负责人签章：年月日开题评议小组姓名职称工作单位