器的功用 常见转向器的结构类型 转向传动机构方案的选择和分析 转向传动机构的功用 转向传动机构的类型 第三章转向系统的主要性能参数 转向系的效率 转向系的正效率 转向系的逆效率 传动比的变化特性 转向系统传动比的组成 转向系统的力传动比和角传动比的关系 传动系传动比的计算 转向系传动副的啮合间隙 转向器的啮合特征 位置的选取 最小转弯半径 第五章结论 参考文献 致谢 附录 河南科技大学高等教育自学考试毕业论文 前言 汽车在行使过程中需要经常改变行驶方向即所谓的转向。这就需要 有套能够按照司机意志来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构它将司机 转动方向盘的动作转变为车轮的偏转动作这就是所谓的转向系统。转向系 统是用来改变汽车的行使方向和保持汽车直线行使的机构既要保持车辆沿 直线行驶的稳定性又要保证车辆转向的灵活性。转向性能是保证车辆安全 减轻驾驶员劳动强度和提高作业效率的重要因素。 汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统和动力转向系统两 类。机械转向系统是依靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向其中 所有传力件都是机械的动力转向系统则是套兼用驾驶员体力和发动机动 力为转向能源的转向系统这样驾驶员就可以轻便灵活的操纵吨位较大的汽 车转向大大减轻了劳动强度提高了行使安全性。 但是动力转向系统直存在轻与灵的矛盾。为缓和这矛盾 过去人们将减速器设计成壳变速比在转向盘小转角时以灵为主在 转向盘大转角时以轻为主。但灵的范围只在转向盘中间位置附近 仅对高速行驶有意义并且传动比不能随车速变化所以这方法不能根本 解决矛盾。 随着动力转向系统的产生液压转向系统以其具有的转向操纵灵活轻 便设计汽车时对转向器的结构形式的选择灵活性增大并可以吸收路面对 前轮产生的冲击等优点自世纪年代以来在各国的汽车上普遍采用。 但是传统的液压动力转向系统的油耗量是很大的约占整车燃油消耗量的 故这弊端无法消除。 后来随着电子技术的发展电控液压动力转向系统应运而生该系统的 些性能明显的优于传统液压动力转向系统但是仍然不发根除液压动力转 向系统所固有的遗憾。此外液压动力转向系统在设计完后转向系统的性 能就确定了不能在对其调节和控制。因此传统液压动力转向系统协调转 向力与操纵路感的关系困难很大程度上影响汽车的操纵稳定性。 电动助力转向系统简称是继 液压动力转向系统之后产生的新的转向系统。电动助力转向系统由电动机提河南科技大学高等教育自学考试毕业论文 供助力助力大小由电控单元实时调节和控制可以较好的解决液压 动力转向系统所不能解决的矛盾。电动助力转向系统有其突出的特点 系统能在各种行驶工况下提供最佳助力减少由路面不平所引起 的对转向系统的扰动改善汽车的转向特性减少汽车低速行驶的转向操纵 力提高汽车高速行驶时的转向稳定性进而提高汽车的主动安全性。 提高汽车的燃油经济性。转有电动系统的车辆和装有液压动力转向系 统的车辆对比实验证明在不转向情况下装有电动转向系统的车辆燃油消 耗降低在使用转向的情况下燃油消耗降低。 增强了转向跟随性。在中电动机和助力机构直接相连以使其能 量直接用于车轮转向。这样增加了系统的转向惯量电机部分的阻尼也使得 车轮的反向和转向前轮摆振大大减小。因此转向系统的抗扰动能力大大增强。 在中由电动机直接提供转向助力在停车时间壳获得最大的转向 动力。同时省去了液压动力转向系统的所必须的转向油泵软管液压油 密封件传送带和装于发动机上的皮带轮等。因此其质量更轻结构等紧 凑装配自动化程度高维修简单。 系统中没有液压回路不存在渗油问题大大减少了对环境的污 染。 目前电动助力转向系统有取代机械转向系统液压助力转向系统和 电控液压助力转向系统的趋势是项紧扣现代汽车时代发展主题的高新技 术是现代轿车的主要发展方向。 河南科技大学高等教育自学考试毕业论文 第二章转向系统方案分析 电动式助力动力转向机构布置方案分析 电动助力转向机构方案布置和分析 根据电动机位置的不同系统可以分为以下三种类型转向轴助力式 齿轮助力式和齿条助力式。 转向轴助力式电动助力转向系统 该式样电动机固定在转向轴的侧通过减速机构与转向轴相连接直 接驱动转向轴助力转向如图所示 图转向轴式电动助力转向系统 现在的大部分轿车都采用这种布置方式转向轴助力式。 二齿轮轴式电动助力转向系统 齿轮轴式电动助力转向系统的电动机和减速机构与小齿轮相连接直接 驱动齿轮助力转向如图所示与齿轮轴式相比可以提供较大的转 向力适用于中型车。 三齿条轴式电动助力转向系统 齿条轴式电动助力转向系统的电动机和减速机构则直接驱动齿条助力河南科技大学高等教育自学考试毕业论文 与齿轮轴式相比齿条助力式可以提供更大的转向力适用于大型车。对原 来的传动机构有较大的改变。如图 图齿轮轴式电动助力转向系统图齿条轴式电动助力转向系统 综合上面三种布置方案在本次设计我选择第种方案即转向轴助力 式。 工作原理分析 电动助力转向系统图是在传统机械转向机构的基础上增加信号传 感装置控制单元和转向助力机构。 图电动助力动力转向系统示意图 电动助力转向系统的转向轴由扭杆相连的输入轴和输出轴组成输出轴河南科技大学高等教育自学考试毕业论文 通过传动机构带动转向拉杆使车轮转向输出轴除通过扭杆和输入轴相连外 还经过蜗轮蜗杆减速机构离合器和助力电动机相连。驾驶员在操纵转向盘 时给输入轴输入个角位移输入轴和输出轴之间的相对角位移使扭杆受 扭转矩传感器将扭杆所受的转矩转化为电压信号输入电控单元与此同时 车速传感器检测到的车速信号也输入电控单元电控单元综合转向盘的输入 力矩转动方向以及车速等输入信号判断是否需要助力以及助力的方向。 若需要助力则依据既定的助力策略计算电动机助力转矩的大小并输出相应 的控制信号给驱动电路驱动电路提供相应的电压或电流给电动机电动机 输出的转矩由蜗轮蜗杆传动装置放大再施加给转向轴起助力作用从而完成 实时控制助力转向若出现故障或者车速超出设定值则停止对电动机供电 系统不提供助力同时离合器切断以避免电动机受惯性力矩的影响系统 转为人工手动助力。其工作过程如图所示。 检测传感器控制单元助力电动机减速机构转向机构 图电动助力转向系统工作过程框图 的主要关键部件的选择和分析 转矩传感器 转矩传感器是测量驾驶员作用在转向盘上的力矩的大小和方向的有的 转矩传感器还能测量转向盘的转角的大小和方向。转矩传感器有接触式和非 接触式两种。二者比较起来由于非接触式转矩传感器体积小而且精度高 结合这次设计是参考的是奥迪系列轿车所以采用非接触式转矩传感器。如 下图图河南科技大学高等教育自学考试毕业论文 河南省高等教育自学考试毕业设计论文 汽车检测与维修专业本科 主考院校河南科技大学 助考院校河南工业职业技术学院 学生姓名马华伟 准考证号 内容毕业设计论文份 外文翻译份 设计图纸张 指导老师意见书份 评阅老师意见书份 答辩成绩评定书份 答辩委员会评语份 年月日 毕业设计论文任务书 指导教师填表 填表时间年月日 学生姓 名 马华 伟 专业班 级 汽车检测与 维修 指导教 师 王中 雅 课题类 型 工程设 计 设计论文 题目 轿车转向系统优化设计河南科技大学高等教育自学考试毕业论文 主要研 究内容 根据课题要求为轿车设计其转向系统。主要设计内容有转向形式的选 择转向传动机构的选择布置和设计转向机的选择和设计转向特性的 设计计算总装图和零件图的绘制设计计算说明书的撰写 量化内容绘图量不少于图三张其中机绘图至少张手工绘制图 至少张 设计计算说明书总字数字以上中文摘要字附英文摘要全 部计算机打印外文翻译字符以上查询资料篇以上 主要技 术指标 或研 究目 标 本次主要参照同类车型的转向系统进行设计参考车型为奥迪轿车。 在设计过程中注重对相关文献资料的借鉴和参考同时参照同类成熟 产品的设计结合要设计的内容的特点对其进行相关设计计算。 设计时注重边计算边画图边设计分析的三边原则以便按时 保质地完成设计任务。 利用计技术使设计参数更为优化结构更为合理。 进度计 划 调查研究熟悉设计内容收集文献资料时间占约周 设计任务分析与实施方案的确定写出开题报告时间占约 周 实施设计计算绘图论文起草时间占约周 整理论文时间占约周 毕业论文答辩时间占约周。 主要参 考文献 汽车设计第四版机械工业出版社 汽车构造第二版机械工业出版社 机械设计设计手册冶金工业出版社 汽车设计机械工业出版社 汽车电器和电子控制系统机械工业出版社 研究所教研室主任签字年月日 摘要 汽车在行驶过程中需要按照驾驶员的意志经常改变行驶方向即所谓汽车 转向。用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统河南科技大学高等教育自学考试毕业论文 。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。 汽车转向系统对汽车的行驶安全是至关重要的。 本次设计是电动转向系统即电动助力动力转向系统。该系统是由个 机械系统和个电控的电动马达结合在起而形成的个动力转向系统。系 统主要是由扭矩传感器电动机电磁离合器减速机构和电子控制单元等组成。 驾驶员在操纵方向盘进行转向时转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大 小将电压信号输送到电子控制单元电子控制单元根据转矩传感器检测到的转 距电压信号转动方向和车速信号等向电动机控制器发出指令使电动机输出 相应大小和方向的转向助力转矩从而产生辅助动力。汽车不转向时电子控制 单元不向电动机控制器发出指令电动机不工作。 该系统由电动助力机直接提供转向助力省去了液压动力转向系统所必需的 动力转向油泵软管液压油传送带和装于发动机上的皮带轮既节省能量 又保护