某型汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析【轎車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器獨(dú)家課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含SW三維9張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報(bào)告+中期報(bào)告+答辯ppt+外文翻譯】-clsj21

某型汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析【轎車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器獨(dú)家課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含SW三維9張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報(bào)告+中期報(bào)告+答辯ppt+外文翻譯】-clsj21

某型汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析

摘要：在當(dāng)今社會(huì)中，汽車越來越受到人們的青睞，為了出行方便，基本上家家戶戶都擁有了各種款式不同的小轎車，可見汽車在未來社會(huì)發(fā)展中的重要性和必要性，而且，人們對汽車的安全性和智能性的要求也不斷的提升，安全性的需求主要體現(xiàn)在汽車在路面上行駛的安全，各種操作機(jī)構(gòu)的安全可靠性，以及制動(dòng)系統(tǒng)的安全可靠性。此次設(shè)計(jì)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，通過選擇轉(zhuǎn)向系的方案，確定轉(zhuǎn)向系的性能參數(shù)，計(jì)算轉(zhuǎn)向器的齒輪齒條強(qiáng)度和轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比等參數(shù)以及確定齒輪齒條轉(zhuǎn)向器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的布置形式，并進(jìn)行其強(qiáng)度校核，最后通過使用三維繪圖軟件solidworks繪制出設(shè)計(jì)合理的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器,并挑選其中的主要零件使用CAD繪制出二維圖。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在汽車中的使用狀況比較大眾化，期望經(jīng)此次設(shè)計(jì)，對齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器起到優(yōu)化效果，以滿足用戶的使用需求。

關(guān)鍵詞：轎車；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；轉(zhuǎn)向器；齒輪齒條；設(shè)計(jì)

A car steering system design and analysis

Abstract：In today's society, cars are more and more by people of all ages, in order to facilitate travel, basic every household have a variety of different styles of cars, the necessity and importance of visible automobile in the future development of the society and people of automobile safety and intelligent requirements are also constantly improve, safety demand mainly reflected in the car driving on the road safety, the safety and reliability of the various operating mechanism, and braking system of safety and reliability, steering system as one of the four system in automobile structure, its importance does not say, and. The design of rack and pinion steering, the steering system scheme, determine the spin To the performance of the system parameters calculated steering gear rack strength and steering device of angle transmission ratio parameters and determine the rack and pinion steering arrangement of the internal structure, and check its strength. Finally, the use of 3D Drawing Software Solidworks draw the reasonable design of gear rack type steering gear, and pick one of the main parts of the use of CAD drawing a two-dimensional diagram. Rack and pinion steering device in automobile use is very common, hope by this design, on the rack and pinion steering device play a role in optimization, and reasonable design, meet various requirements.

 Keywords：Car; Steering System; Steering Gear; Gear Rack; Design

目  錄

摘要 I

Abstract II

1 緒論 1

1.1 研究背景 1

1.2 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2

1.3 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 3

1.4 本文研究的內(nèi)容 4

2 前輪轉(zhuǎn)向汽車的動(dòng)力學(xué)理論 5

2.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)介紹 5

2.2 轎車前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型建立 5

2.2.1 前、后懸架模型 6

2.2.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型 7

2.3 轎車前輪轉(zhuǎn)向汽車動(dòng)力學(xué)模型 8

2.3.1 汽車坐標(biāo)系 8

2.3.2 線性二自由度2WS汽車模型 9

2.3.3 線性三自由度2WS汽車模型 10

2.3.4 輪胎側(cè)偏特性模型 11

3 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能要求及參數(shù) 12

3.1 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 13

3.2 轉(zhuǎn)向系的效率 13

3.3 傳動(dòng)比特性 13

4 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的基本設(shè)計(jì) 14

4.1 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)選擇 15

4.2 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的布置形式 15

4.3 轉(zhuǎn)向輪偏角計(jì)算 16

4.4 轉(zhuǎn)向器參數(shù)選取與計(jì)算 17

4.5 齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18

4.6 轉(zhuǎn)向器材料及其他零件選擇 18

5 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器數(shù)據(jù)校核 19

5.1 齒條的強(qiáng)度計(jì)算 20

5.1.1 齒條受力分析 20

5.1.2 齒條齒部彎曲強(qiáng)度的計(jì)算 20

5.2 小齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 21

6 轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23

6.1 轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)概述 24

6.2 整體式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)方案圖解 24

6.3 整體式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型分析 24

6.4 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26

6.4.1 轉(zhuǎn)向傳送機(jī)構(gòu)的各部件 26

6.4.2 轉(zhuǎn)向橫拉桿及其端部 26

7 solidworks三維設(shè)計(jì)和CAD二維設(shè)計(jì)結(jié)果 27

7.1 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的總成 28

7.2 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器中的部分零件圖 28

參考文獻(xiàn) 30

致謝 31

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三維圖

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某型汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析【轎車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器】.docx

某型汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析【轎車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器】中期報(bào)告.doc

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某型汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析任務(wù)書.doc

某型汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析答辯.ppt

橫拉桿.dwg

球頭銷.dwg

球頭銷套.dwg

球碗.dwg

球銷座.dwg

轉(zhuǎn)向球頭銷裝配體.dwg

齒條.dwg

齒輪軸.dwg

齒輪齒條轉(zhuǎn)向系統(tǒng).dwg

開 題 報(bào) 告 1．選題依據(jù)： 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 作為汽車的一個(gè)重要組成部分，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是決定汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成， 如何設(shè)計(jì)汽車的轉(zhuǎn)向特性，使汽車具有良好的操縱性能，始終是各汽車生產(chǎn)廠家和科研 機(jī)構(gòu)的重要研究課題 [1]。特別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天， 針對更多不同水平的駕駛?cè)巳海嚨牟倏v設(shè)計(jì)顯得尤為重要。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了純 機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 3 個(gè)基本發(fā)展階段 [2]。 機(jī)械式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，采用純粹的機(jī)械解決方案，為了產(chǎn) 生足夠大的轉(zhuǎn)向扭矩需要使用大直徑的轉(zhuǎn)向盤，因此占用的空間很大，整個(gè)機(jī)構(gòu)顯得比較笨拙，駕駛員負(fù)擔(dān)較重，特別是重型汽車轉(zhuǎn)向阻力較大，單純靠駕駛員的轉(zhuǎn)向力很難實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，這就大大限制了其使用范圍 [3]。但因結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價(jià)低廉，目前在一部分轉(zhuǎn)向操縱力不大、對操控性能要求不高的微型轎車、農(nóng)用車上仍有使用 [4]。 自 1953 年通用汽車公司在凱迪萊克和別克轎車上首次批量使用液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （ 來 , 液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)給汽車帶來了巨大的變化 :人不再需要靠大直徑的轉(zhuǎn)向 盤來產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)向力矩 , 轉(zhuǎn)向 盤的減小 , 使得駕駛室變得寬敞起來 , 座椅布置也變 得更為舒適了 ;液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在降低了轉(zhuǎn)向價(jià)格和所消耗的功率等方面都取得了驚 人的進(jìn)步 [5]。今天 ,液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)幾乎成為銷售轎車的標(biāo)準(zhǔn)裝備 [6]。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（ 日本最先獲得實(shí)際應(yīng)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(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并裝在其生產(chǎn)的 上，隨后又配備在 [7]。此后，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)得到迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍已經(jīng)從微型轎車向大 型轎車和客車方向發(fā)展 [8]。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 司，英國的 司，德國的 司，都研制出了各自的電動(dòng)助力轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)系系統(tǒng)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(jìn)一步加強(qiáng)。日本早期開發(fā)的 低速和停車時(shí)提供助力，高 速時(shí) 停止工作 [9]。新一代的 不僅在低速和停車時(shí)提供助力，而且還能在高 速時(shí)提高汽車的操縱穩(wěn)定性。隨著電子技術(shù)的發(fā)展， 術(shù)日趨完善，并且其成本大 幅度降低，為此其應(yīng)用范圍將越來越大 [10] 。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1）轉(zhuǎn)向系的方案設(shè)計(jì)。 （ 2）轉(zhuǎn)向系操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 （ 3）轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 （ 4）轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)。 （ 5）轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)。 （ 6）轉(zhuǎn)向系各組成部件的強(qiáng)度校核。 用價(jià)值和意義 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是整車系統(tǒng)中必不可少的最基本的組成系統(tǒng)。汽車在行駛過程中能按照駕駛 員的操縱要求而適時(shí)地改變其行駛方向，并在受到路面?zhèn)鱽淼呐既粵_擊及汽車意外地偏 離行駛方向時(shí)，能與行駛系統(tǒng)配合共同保持汽車?yán)^續(xù)穩(wěn)定行駛 [11]。因此，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的 性能直接影響著汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性，也是決定汽車主動(dòng)安 全性的關(guān)鍵總成。特 別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，它對于確保車輛的安全行 駛、減少交通事故以及保護(hù)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 [12][13]。 參考文獻(xiàn)： [1] 周松盛 . 汽車雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分析、建模仿真與優(yōu)化 [D] [2] 郭孔輝 M］ 林科學(xué)技術(shù)出版社， 2001. [3] 汪珊 . 重型汽車雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的建模及優(yōu)化 [D] [4] 孫玉華 D］ 華大學(xué)， 2009. [5] 王望予 M]機(jī)械工業(yè)出版社 [6] 劉惟信 M]清華大學(xué)出版社 [7] 唐金松 M]2000. [8] 臧杰，閻巖 冊 [M]械工業(yè)出版社 . [9] 魯民巧 M]械工業(yè)出版社 [10] 鐘兵 J]50~55 [11] 鄭校英 J]0 [12] 朱華 J］ 2008（ 7）： 53~55. [13] 羅紹新，馮永偉，王芙蓉 J］ 2010，10（ 10）： 106~108. [14] o of a ] J. 009; 1: 488~494. [15] of ] J. 010; 3: 633~643. 開 題 報(bào) 告 ２．設(shè)計(jì)方案： 究的具體內(nèi)容 （ 1）轉(zhuǎn)向系的方案設(shè)計(jì)。 （ 2）轉(zhuǎn)向系操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 （ 3）轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 . （ 4）轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)。 （ 5）轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)。 （ 6）轉(zhuǎn)向系各組成部件的強(qiáng)度校核。 究擬采用的方法 （ 1） 向系的角傳動(dòng)比 ， 轉(zhuǎn)矩傳 動(dòng)比 （ 2） 料和學(xué)過的知識，根據(jù)選擇的性能參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 3） （ 4） （ 5） 圖軟件繪制所設(shè)計(jì)的零件圖和裝配圖。 度安排 （ 1） 13 日 ~2 月 23 日 收集整理與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的資料 （ 2） 14 日 ~3 月 3 日 提交開題報(bào)告 （ 3） 4 日 ~5 月 30 日 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的初稿，交老師 （ 4） . 5 月 1 日 ~5 月 19 日 設(shè)計(jì)圖紙、說明書、畢業(yè)論文的修改完善，并提交。 （ 5） . 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見 ： 指導(dǎo)教師： 年 月 日