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開題報告
題 目
乘用車轉(zhuǎn)向液壓助力系統(tǒng)設(shè)計及分析
姓 名
學(xué)號
專 業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
班級
二班
指導(dǎo)教師
職稱
教授
填寫時間
2011年3 月 20 日
2011年3月
說 明
1．根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計(論文)工作管理規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告》，由指導(dǎo)教師簽署意見，系主任批準(zhǔn)后實施。
2．開題報告是畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學(xué)生應(yīng)當(dāng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報告不合格者不得參加答辯。
3．畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認(rèn)真填寫。其中的文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。
4．本報告中，由學(xué)生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應(yīng)不少于2000字。
5．開題報告檢查原則上在第2～4周完成，各系完成畢業(yè)設(shè)計開題檢查后，應(yīng)寫一份開題情況總結(jié)報告。
6. 填寫說明：
(1) 課題性質(zhì)：可填寫A．工程設(shè)計；B．論文；C. 工程技術(shù)研究；E.其它。
(2) 課題來源：可填寫A．自然科學(xué)基金與部、省、市級以上科研課題；B．企、事業(yè)單位委托課題；C．校級基金課題；D．自擬課題。
(3) 除自擬課題外，其它課題必須要填寫課題的名稱。
(4) 參考文獻(xiàn)不能少于10篇。
(5) 填寫內(nèi)容的字體大小為小四，表格所留空不夠可增頁。
開題報告
學(xué)生姓名
學(xué) 號
專 業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師
職 稱
所在系
工程系
課題來源
導(dǎo)師擬定
課題性質(zhì)
工程設(shè)計
課題名稱
乘用車轉(zhuǎn)向液壓助力系統(tǒng)的設(shè)計及分析
一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內(nèi)外基本研究情況
課題的依據(jù)及意義 ：
汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車的關(guān)鍵部件，汽車的安全性和舒適性由其直接體現(xiàn)，其性能的優(yōu)良直接影響人們的一起評價的好壞，隨著人們對汽車的中和要求越來越高以及國內(nèi)技術(shù)的欠缺，建立想干產(chǎn)業(yè)基地，加大研發(fā)投入意識亟待解決的問題。
（1）通過學(xué)習(xí)乘用車轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計，了解撐握一般液壓系統(tǒng)的設(shè)計方法，設(shè)計思路，液壓系統(tǒng)中的計算，液壓元件的結(jié)構(gòu)。培養(yǎng)正確分析、解決問題的能力。
（2）綜合運用液壓傳動課程以及相關(guān)的課程知識和生產(chǎn)實踐去對此次液壓系統(tǒng)設(shè)計的問題進(jìn)行分析和解決。同時，進(jìn)一步加深鞏固已學(xué)知識。
（3）通過計算和繪圖，學(xué)會和運用標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范和手冊，培養(yǎng)初步設(shè)計液壓系統(tǒng)的技能。
（4）進(jìn)一步了解液壓件的制造工藝，學(xué)習(xí)掌握計算機的操作，CAD繪圖以及各種機械設(shè)計及制造的綜合知識。
國內(nèi)外基本研究情況：
液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在齒輪齒條機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)的，20世紀(jì)50年代末沙基諾發(fā)明了轉(zhuǎn)發(fā)式液壓動力轉(zhuǎn)向，及控制中的閥芯以旋轉(zhuǎn)的形式來控制油路，對比之前的滑閥已有很大改進(jìn)，于是大量運用各種車輛上。伴隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全性，舒適性提出了更高的要求，現(xiàn)在大多采用電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，但主體功能部分仍為液壓系統(tǒng)，1988年日本鈴木公司開始應(yīng)用，之后，國際各大汽車零部件公司都以此此立項為研發(fā)重點，都取得了技術(shù)突破得以大量生產(chǎn)，已經(jīng)遙遙領(lǐng)先國內(nèi)相關(guān)研究。
二、研究內(nèi)容、預(yù)計達(dá)到的目標(biāo)、關(guān)鍵理論和技術(shù)、技術(shù)指標(biāo)、完成課題的方案和主要措施
二、研究內(nèi)容、預(yù)計達(dá)到的目標(biāo)、關(guān)鍵理論和技術(shù)、技術(shù)指標(biāo)、完成課題的方案和主要措施
（一）研究的主要內(nèi)容
本課題研究基于轉(zhuǎn)閥式齒輪齒條液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，對其進(jìn)行閥體及動力缸的設(shè)計分析，對整個系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析設(shè)計。
1， 對系統(tǒng)油路進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，做有效的改進(jìn)。
2， 對閥體進(jìn)行設(shè)計分析。
3， 對小齒輪進(jìn)行設(shè)計
4， 根據(jù)系統(tǒng)相關(guān)條件對動力缸進(jìn)行設(shè)計。
5， 儲油罐設(shè)計
（二）課題的研究目標(biāo)
作出相關(guān)重要部件工程圖包括動力缸，閥體，油缸，小齒輪
（三）關(guān)鍵理論技術(shù)，指標(biāo)
1．汽車最大轉(zhuǎn)向力矩在原地轉(zhuǎn)向時，助力系統(tǒng)必須滿足此時的轉(zhuǎn)向輕便型要求，原地轉(zhuǎn)向阻力力矩Tw= μ/3 √(G^3/P), G=M/N(其中u為摩擦因數(shù)，一般取u=0.7；軸向載荷G；輪胎標(biāo)準(zhǔn)氣壓P=0.8Mpa;汽車總質(zhì)量M；軸數(shù)N)。但是這是經(jīng)驗公式，為安全起見，取安全系數(shù)S=1.52，則轉(zhuǎn)向力矩T’=Tw*S.
2.有推薦值轉(zhuǎn)向盤操縱力不大于Fh=30~50N,但在10N以下就很輕便，故方向盤上轉(zhuǎn)力矩Th=Fh*Dh/2(Dh為轉(zhuǎn)向盤直徑)。故最大助力轉(zhuǎn)矩Tmax=T’-Th
3．可得齒條上的最大作用力F=Tmax/rg(rg為小齒輪半徑)。
4．根據(jù)液壓泵的壓力標(biāo)準(zhǔn)系列，初步選定需要的的最高工作壓力Pmax，計算出助力缸活塞實際作用面積S=F/Pmax, S=π/4 (D^2-d^2 )(其中D為助力缸內(nèi)徑，d為活塞桿直徑)。原后根據(jù)現(xiàn)有的系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步確定。
5．對于油泵，一般要求當(dāng)油泵輸出量最大時，滿足方向盤不低于1r/s，小汽車最大取1.5，國內(nèi)普遍用1.25r/s計算。
活塞速度V=2n*1.25 d_1/2(d1為小齒輪直徑)
6．轉(zhuǎn)向器所需流量一般有動力缸活塞有效作用面積和最大轉(zhuǎn)向速度決定，近似為動力缸容積隨時間變化的函數(shù)加上動力裝置及轉(zhuǎn)向器內(nèi)的泄流量Q2(一般為0.9L/min) 當(dāng)然也可以由容積效率求取。
理論流量等于活塞速度 乘以有效作用面積Q0=V*60*S *〖10〗^(-6) ，則泵實際流量Q1=1.52Q0+Q2.
7．需要的液壓功率P_y=QI*Pmax
輸入扭矩T1=(Pmax*q)/(2n*η_m ) (η_m泵與電機之間的機械效率，一般取0.91)
8，查閱相關(guān)文獻(xiàn)：①方向盤作用力不大于30~50N。液壓油密度0.9g/ mm^3
②主要參數(shù)：滿載前軸負(fù)荷870kg.，轉(zhuǎn)盤直徑0.38m,最高壓力11.0MPa,齒條最大負(fù)荷6500N，排量1.5cm^3/r.
（四）完成課題方案及措施嚴(yán)格按照時間分配執(zhí)行
三、主要特色及工作進(jìn)度
主要特色：以工程機械設(shè)計為藍(lán)本液壓缸采用雙作用雙桿式，提高穩(wěn)定性與可靠性。
進(jìn)度：（1）設(shè)計準(zhǔn)備及前期工作 （開題報告） 3月1 日——3月24日
查閱相關(guān)文獻(xiàn)：①方向盤作用力不大于30~50N。液壓油密度0.9g/ mm3
②主要參數(shù)：滿載前軸負(fù)荷870kg.，轉(zhuǎn)盤直徑0.38m,最高壓力11.0MPa,齒條最大負(fù)荷6500N，排量1.5cm3/r,前輪型號205/60R15.
（2）機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，即小齒輪設(shè)計并完成工程圖 3月24日——4月10日
（3）液壓系統(tǒng)的功能原理設(shè)計 4月10日——4月25日
壓力系統(tǒng)詳細(xì)的結(jié)構(gòu)對比分析工作壓力的確定，電動機功率確定。
（4）液壓系統(tǒng)閥體確定和液壓缸設(shè)計 4月26日——5月15日
1。分配閥閥體選型確定
分配閥考慮兩種方案，一種是閥與閥體以旋轉(zhuǎn)運動來控制油路的為轉(zhuǎn)閥式，另一種是閥與閥體以軸向移動方式控制油路的為滑閥。
對滑閥，轉(zhuǎn)閥進(jìn)行詳細(xì)的的結(jié)構(gòu)，功能分析，繪制所選工程圖（轉(zhuǎn)閥）
2．液壓缸參數(shù)確定（中期檢查）
①了解用途和動作要求，了解工作條件，確定最大行程，運動速度或時間，安裝空間所要求的外形尺寸。
②對液壓缸受力分析確定結(jié)構(gòu)形式（雙作用雙桿結(jié)構(gòu)）
③根據(jù)工作負(fù)載重力，摩擦力和慣性力確定確定行程各階段上 負(fù)載變化規(guī)律的參數(shù)。
④由負(fù)載和工作壓力確定活塞直徑和活塞桿直徑及缸筒內(nèi)外徑校核各部分工作材料許用應(yīng)力
⑤選擇缸蓋結(jié)構(gòu)形式并計算厚度強度
⑥審定全部設(shè)計資料，進(jìn)行補充
⑦選擇密封結(jié)構(gòu)，設(shè)計緩沖排氣和防塵裝置
⑧繪制工程圖
（5）儲油罐設(shè)計 5月15日——5月25日
（6）整理編寫設(shè)計計算說明書 5月26日——5月30日
（7）答辯與資料歸檔 6月 1日——6月10日
四、主要參考文獻(xiàn)（按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出）
1． 姜繼海：液壓傳動（第四版），哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006年；
2． 劉鴻文：材料力學(xué)（第4版），高等教育出版社，2003年；
3． 濮良貴：機械設(shè)計（第八版），高等教育出版社，2006年；
4． 周良德：現(xiàn)代工程圖學(xué)， 湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2000年；
5． 張利平、鄧鐘明：液壓系統(tǒng)氣壓系統(tǒng)設(shè)計手冊，機械工業(yè)出
6．吳宗澤，羅圣國：機械設(shè)計課程設(shè)計守則（第3版），高等教育出版社，2006年；
7．周恩濤，徐學(xué)新：液壓系統(tǒng)設(shè)計原器件選型守則，機械工業(yè)出版社2007年；
8．臧克江：液壓缸，化學(xué)工業(yè)出版社，2009年；
9．趙月靜，寧辰校：液壓實用回路360例，化學(xué)工業(yè)出版社，2008年；
10.成大先：機械設(shè)計手冊，第四版第四卷，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年；
11.黃迷梅：液壓氣動密封與泄漏防治，機械工業(yè)出版社，2003年。
指導(dǎo)教師
意 見
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
系意見
系主任簽名：
年 月 日
院意見
教學(xué)院長簽名：
年 月 日