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（图纸+论文）轿车前轮主动转向系统机械结构设计（全套完整）

，这是种最简单的转向器。它的优点是结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆。在汽车上得到广泛应用。.主动转向系统特点自从汽车发明以来，驾驶转向的传动装置通常都是固定的，方向盘与前轮的转向角度比始终成不变。如果采用直接转向，驾驶者在过急弯时就不需要大幅转动方向盘，但是在高速行驶时，方向盘细微的动作都将会影响到行驶稳定性反过来说，转向系统越是间接，车辆在高速公路上的行驶稳定性就越高，但是必须牺牲过弯时的操控性。所以，传统的转向系统都必须在安全性与舒适性之间做出权衡。而主动转向系统保留了传统转向系统中的机械构件，包括转向盘转向柱齿轮齿条转向机以及转向横拉杆等。其最大特点就是在转向盘和齿轮齿条转向机之间的转向柱上集成了套双行星齿轮机构，用于向转向轮提供叠加转向角。主动转向系统通过组双行星齿轮机构实现了独立于驾驶员的转向叠加功能，完美地解决了低速时转向灵活轻便与高速时保持方向稳定性的矛盾，并在此基础上通过转向干预来防止极限工况下车辆转向过多的趋势，进步提高了车辆的稳定性。同时，该系统能方便地与其他动力学控制系统进行集成控制，为今后汽车底盘体化控制奠定了良好的基础。主动转向系统的的双行星齿轮机构包括左右左右两副行星齿轮机构，公用个行星架进行动力传递，左侧的主动太阳轮与转向盘相连，将转向盘上输入的转向角经由行星架传递给右侧的行星齿轮副，而右侧的行星齿轮具有两个转向舒服自由度，个是行星架传递的转向盘转角，另个是由伺服电机叠加转角输入。右侧的太阳轮作为输出轴，其输出的转向角度是由转向盘转向角度与伺服当时即电机未工作时，输出即为方向盘的输入当时此时，转向角度由电机控制。对行星齿轮组进行设计，左右为对称结构，设计组即可，选择对左边行星轮系进行设计。.主动转向控制器行星齿轮设计计算参考普通圆柱齿轮设计方案，转向控制器采用闭式硬齿面设计方案，失效形式主要为轮齿的折断，因此按弯曲强度设计，接触强度校核。齿轮采用斜齿圆柱齿轮传动，初设螺旋角，在范围内选。初取模数。为了尽量不使用变位齿轮，行星轮和主动太阳轮齿数。初取主动太阳齿数行星轮齿数。选取齿轮材料及热处理方法采用硬齿面，大小齿轮均采用合金渗碳钢，渗碳淬火。齿面硬度太阳轮行星轮太阳轮转矩根据行星齿轮机构设计，行星轮齿数小于太阳轮时即则，计算转矩式中为输入轴转矩为行星轮数目为齿数比且式中为内传动比，为大齿圈。对于主动转向控制器，为使其结构尺寸不至于过大，且加工方便简单，初设主动太阳轮齿数行星轮齿数。对于太阳轮分度圆直径.行星轮.则大齿圈分度圆直径于是齿数从而得出.取行星轮数目则.•为输入轴转矩，即为方向盘转矩.•初取载荷系数范围内，取.选取齿宽系数及齿轮相对轴承非对称布置，取.。由式得.初取重合度系数及螺旋角系数初设螺旋角，.由式.得.得.齿形修正系许用接触疲劳应力式中接触疲劳寿命系数，查得.安全系数，失效概率，取得验算齿面接触强度，则故由于取两齿材料较弱者进行比较，故接触强度足够。对于方向盘从中间位置到向左或向右转向轮极限位置回转总圈数为.圈。故对于齿条行程.对于齿条，理论上，.则.因此，。齿条长即.本章小结为了配合主动转向系统的机械部分，本章通过对转向系统常规数据的选择，设计齿轮齿条机，并对相关的零件进行了强度校核。保证使用强度。第章主动转向控制器的设计计算.主动转向控制器几何结构设计控制器由个行星齿轮组组成，简图如图所示图控制器简图对于左边的主动太阳轮为，行星轮为初设行星齿轮数目为大齿圈固定在转向柱上，系杆右边太阳轮为，齿圈内齿与行星轮啮合外齿与电机带动的蜗杆组成涡轮蜗杆传动。该系统中活动构件为高副数目为低副数目为，则系统机构的自由度为其中包括电机方向的输入和方向盘方向的输入及太阳轮的输出。通过计算，最终从太阳轮输出的转速为和的叠加。设转速方向向左式中，方向向左时取，反之则取。其中，。齿轮螺旋角多在之间取值，取。压力角即法向齿形角取标准值。转向盘最大转角.。齿条齿数待定。主动小齿轮选用材料制造，硬度。齿条选用钢制造，均采用淬火处理。壳体为减轻质量采用铝合金压铸。齿轮精度初选级。法向齿顶高系数取标准值。法向顶隙系数取标准值.。.齿轮齿条设计及校核转向器内齿轮工作视为闭式传动失效形式主要为轮齿的折断，因此按弯曲强度设计，按接触强度校核。选取齿轮材料及热处理对于汽车齿轮采用硬齿面设计，表面硬度均应，主动小齿轮取，淬火处理齿条采用钢，表面硬度取，淬火。齿轮最大转矩.初取载荷系数载荷有中等冲击，斜齿轮硬齿面，范围内，初取.。选取齿宽系数及齿轮相对轴承非对称布置，取.。由式得对于齿条待定，则。初取重合度系数及螺旋角系数初取螺旋角，.。由式.得初取初取齿数齿形系数及应力修正系数取，待定。由得当量齿数.由于避轿车,前轮,主动,转向,系统,机械,结构设计,毕业设计,全套,图纸轿车前轮主动转向系统可以确保车辆在任何速度下都能提供理想的转向操控，同时加强了轿车在高速行驶状态下的安全性，提高了驾驶员在驾驶汽车时候的灵活性和舒适性,而且相比于传统的转向器，主动转向系统更加可靠，故障率更低。本设计以现有主动转向系统装置为基础，参考先进的主动转向系统的设计原理和已有汽车的相关数据，重新设计齿轮齿条式转向器及相匹配的主动转向系统机械部分的结构方案，并对相关的部分进行强度校核。设计的主要内容包括转向系统主要参数的确定，齿轮齿条转向器的设计，主动转向控制器的设计，其中主动转向是设计中的难点，采用星星齿轮机构来实现主动转向的控制，最后运用软件进行二维图纸的绘制。关键词转向器主动转向前轮机械设计行星齿轮节，而且还可以对转向角度进行调整，使其与当前的车速达到完美匹配。其中的总转角等于驾驶员转向盘转角和伺服电机转角之和。低速时，伺服电机驱动的行星架转动方向与转向盘转动相同，叠加后增加了实际的转向角度，可以减少转向力的需求。高速时，伺服电机驱动的行星架转动方向与转向盘转动相反，叠加后减少了实际的转向角度，转向过程会变得更为间接，提高了汽车的稳定性和安全性。.转向系统综述蜗杆曲柄销式转向器它是以蜗杆为主动件，曲柄销为从动件的转向器。蜗杆具有梯形螺纹，手指状的锥形指销用轴承支承在曲柄上，曲柄与转向摇臂轴制成体。转向时，通过转向盘转动蜗杆嵌于蜗杆螺旋槽中的锥形指销边自转，边绕转向摇臂轴做圆弧运动，从而带动曲柄和转向垂臂摆动，再通过转向传动机构使转向轮偏转。这种转向器通常用于转向力较大的载货汽车上。循环球式转向器循环球式这种转向装置是由齿轮机构将来自转向盘的旋转力进行减速，使转向盘的旋转运动变为涡轮蜗杆的旋转运动，滚珠螺杆和螺母夹着钢球啮合，因而滚珠螺杆的旋转运动变为直线运动，螺母再与扇形齿轮啮合，直线运动再次变为旋转运动，使连杆臂摇动，连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动，改变车轮的方向。这是种古典的机构，现代轿车已大多不再使用，但又被最新方式的助力转向装置所应用。它的原理相当于利用了螺母与螺栓在旋转过程中产生的相对移动，而在螺纹与螺纹之间夹入了钢球以减小阻力，所有钢球在个首尾相连的封闭的螺旋曲线内循环滚动，循环球式故而得名。齿轮齿条式转向器它是种最常见的转向器。其基本结构是对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。有时，靠齿条来直接带动横拉杆，就可使转向轮转向。所以，这是种最简单的转向器。它的优点是结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆。在汽车上得到广泛应用。.主动转向系统特点自从汽车发明以来，驾驶转向的传动装置通常都是固定的，方向盘与前轮的转向角度比始终成不变。如果采用直接转向，驾驶者在过急弯时就不需要大幅转动方向盘，但是在高速行驶时，方向盘细微的动作都将会影响到行驶稳定性反过来说，转向系统越是间接，车辆在高速公路上的行驶稳定性就越高，但是必须牺牲过弯时的操控性。所以，传统的转向系统都必须在安全性与舒适性之间做出权衡。