转向系统设计计算报告
目录
1.系统概述 (1)
1.1系统设计说明 (1)
1.2系统结构及组成 (1)
1.3系统设计原理及规 (2)
2.输入条件 (2)
2.1标杆车基本参数 (2)
2.2LF7133确定的整车参数 (4)
3.系统计算及验证 (4)
3.1方向盘转动圈数 (4)
3.2齿轮齿条式转向系的角传动比 (5)
3.3车轮实际最大转角 (5)
3.4静态原地转向阻力矩 (6)
3.5静态原地转向时作用于转向盘的力 (6)
3.6最小转弯半径的校核 (7)
4.总结 (8)
参考文献 (9)
1.系统概述
1.1系统设计说明
LF7133是在标杆车的基础上开发设计的一款全新车型，其转向系统是在标杆车转向系统为依托的前提下，根据总布置设计任务书而开发设计的。根据项目要求，需要对转向系统各参数进行计算与较核，以确保转向系统的正常使用，使系统中各零部件之间参数匹配合理，并且确保其满足国家相关法律法规的要求。
1.2系统结构及组成
LF7133转向系统是在标杆车的基础上，根据驾驶室和发动机舱的布置，对转向管柱、方向盘和转向器等作相应调整与优化设计。为提高汽车行驶的安全性，转向系必须转向轻便、灵活，以减轻司机的疲劳。LF7133电动助力转向系统中转向器采用齿轮齿条式转向器、电动助力转向管柱的结构方式。该结构紧凑，布置方便，降低油耗，工作可靠，维修方便，并且满足了整车的各项指标。
1).转向系统的结构简图
3
2
图1 转向系统结构简图
1、转向器
2、电动助力转向管柱
3、转向盘
2).转向系统的转向梯形示意简图
由于LF7133转向系结构与布置情况参照标杆车设计，所以LF7133与标杆车转向梯形示意图一致，如下图2所示。
1.3系统设计原理及规
对于液压动力转向系的设计，在保证系统拥有正常助力功用的情况下，还应满足如下的技术要求：
1).根据GB17675-1999 汽车转向系基本要求的规定，同样要求在不带助力转
向时转向力应小于254N。
2).对于乘用车来说，还要求转向盘转动在总圈数一般不超过4圈。
3).在转向系最大转角时，要求其最小转弯直径满足整车总布置参数。
2.输入条件
2.1标杆车基本参数
对于标杆车其参数采集可分为为直接测量参数和间接计算参数，对于标杆车具体的参数如下：
1).直接测量参数
表1 标杆车基本参数
2). 标杆车转向系统主要计算参数 转向器小齿轮节圆半径：
4.820cos 14.325
.49cos 2cos 222=?
??==
??=θπθπL r r L mm
转向器小齿轮旋转圈数：
07.35
.491521===
S S n 圈 标杆车角传动比：
46
.137
.414.40360
07.3360=+?=
?+?=?==
--wo R
i L i wo k
k w wo i n i d d i δδβ?ωω
通过标杆车逆向数据其最大转角标i δ=42.8°。则由于转向拉杆连接球头、转向器齿轮齿条啮合间隙以及万向传动轴、方向盘连接等转向系连接结构中存在转向行程损失可以直接进行估算。
其转向系统转向行程损失：
%9.95%1008
.422
/7.414.40=?+==??=）（标标i i wo
wo
i i δδηηδδ 2.2 LF7133整车参数
根据对标杆车数据的综合分析，结合LF7133整车的实际情况，对LF7133车型转向系统参数设计取值如下表所示：
3. 系统计算及验证
3.1 方向盘转动圈数
?
???=
=?=20cos 4.814.32152
cos 2cos 2θπθ
πr S n r n S n =3.065圈
3.2 齿轮齿条式转向系的角传动比
转向系理论角传动比可用三维数模模拟的最大转角直接求出，当转向齿条行程152 mm 时，通过三维运动分析可以得出前轮最大转角外分别为：i δ=42.0°，
Aa δ=35.5°。
则理论角传动比i ：
14
.132
0.42360
065.32360=??=
??=?==
i n i d d i i
k
k w δβ?
ωω
实际上，转向系在转向拉杆连接球头、转向器齿轮齿条啮合间隙以及万向传动轴、方向盘连接等转向系连接结构中存在转向行程损失。由于LF7133转向系统基于标杆车进行设计，这里以标杆车计算所得转向行程损失ηwo =95.9%进行计算。
则转向系实际传动比
70.13%
9.9514
.13==
=
??=wo
wo wo wo i
i i i ηη 3.3 车轮实际最大转角
已知转向系实际传动比以及方向盘圈数的情况下，则其最大转角为：
?=??
?=?=
???=?==
3.4070
.132360065.323602360wo i i
wo k
k w wo i n n i d d i δδβ?
ωω
最大外转角：%9.950.36K ??=?=-ηδδAa Aa =34.5°
3.4 静态原地转向阻力矩
静态原地转向阻力矩是汽车中最大极限转向所需力矩，比行驶中转向所需的力矩大2到3倍。目前采用半经验公式计算
p G f
M r 313
=
22
.04
.772237.03
=
=3.38×105 N ·mm 式中：
M r ： 在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N ·mm ； f ： 轮胎与地面间的滑动摩擦系数，一般取0.7； G 1 ： 转向轴负荷，788.00×9.8=7722.4 N ； P ：轮胎气压，0.22Mpa ；
3.5 静态原地转向时作用于转向盘的力
α
ηsin R i M F wo r
h =
式中： Mr ：原地转向阻力矩，N ·mm ，M r =3.38×105 N ·mm ；
F h ：作用于转向盘的力；
i wo ：齿轮齿条式转向系的角传动比，i ow =13.70； R ：方向盘半径 mm ，R =190mm ； α ： 转向梯形底角 ( °),α=89.23°； η ：转向器的效率，取η=75%。
即:
23
.89sin 190%7570.131038.3sin 5
????==αηR i M F wo r h =173.1 N 不带助力转向，汽车以10km/h 行驶时，作用在方向盘的手力不应超过245N ，
Fh ＜245N ，所以此设计满足法规要求。
3.6 最小转弯半径的校核
设定设计数据姿态处于空载情况下，通过上述模拟其外轮理论最大转角分别为：42.8°/36.0°，且左右转角相等，计算时采用该值为计算基础。
为计算最小转弯半径，根据对数模空载姿态下的测量，转向轮绕主销偏移距
s r =0.004809m ，轴距L =2.55m 。
计算采取文献3推荐的一种计算方法校核最小转弯直径。
为保证车辆行驶转向的精确性，确保各车轮不发生侧滑，转向时通过4个车轮中心的车轮平面垂直线都相交于一点——转向中心M 。如果后轮不转向，则2个前轮平面的垂线必须与后轮中心连线的延长线相交于M 点（如图2所示），从而使得在车身外侧的前轮上出现不同的转向角δi 和δAa 。根据相对较大的侧车轮转向角δi 可以推算出外侧车轮的理论值，即所谓的阿克曼角。
图2 转向原理图
由文献3所载的经验公式可以计算出最小转弯直径：
F s Aa
s r l
D δαδ??-+?=)sin (
2≈9.4 m
式中：
δAa ： 外侧车轮推算理论转角值
δAa =arc(cotδAa )= arc 1.649=31.25°； cotδAa ：外侧车轮推算理论转角余切值
l j i Aa /cot cot +=δδ=1.649 ；
δi ： 侧车轮理论最大转角值，δi = 42.8°； j ： 为在地面测得的主销延长线与地面交点的距离
j = b v - 2×r s =1.4494 ；
r s ： 主销偏移距，r s =0.004809 m ； b v ： 为前轮距， b v = 1.459 m ； l ： 汽车轴距， l = 2.550 m ； α ： 经验因子， α = 0.1 m/°；
ΔδF ： 转向误差， ?=?-?=-=?75.4.251336.0F Aa a δδδ；
由以上计算结果可以看出，其值与标杆车试验测量值(9.64m)相当接近，并且小于最小转弯直径值。故此，LF7133转向系统各参数取值符合总布置对最小转弯直径的设计目标值9.64m 的要求。
4. 总结
根据此报告的设计计算，此转向系统满足法规的要求，符合整车的设计需要，达到预期的目的。但是其中很多数据为经验值，尚待装车做进一步优化。其计算结果参数见表3所示。
5.参考文献
1).惟信著.汽车设计.清华大学,2001
2).王望予.汽车设计.机械工业,2003
3).《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册:设计篇. 人民交通, 2001
4).GB 17675-1999：汽车转向系基本要求.中国标准，2001
5).GB 7258-2004：机动车运行安全技术条件.中国标准，2005
毕业论文设计转向系统设计
目录摘要2 第一章绪论3 1.1汽车转向系统概述3 1.2齿轮齿条式转向器概述9 1.3液压助力转向器概述10 1.4国内外发展情况12 1.5本课题研究的目的和意义12 1.6本文主要研究内容13 第二章汽车主要参数的选择14 2.1汽车主要尺寸的确定14 2.2汽车质量参数的确定16 2.3轮胎的选择17 第三章转向系设计概述18 3.1对转向系的要求18 3.2转向操纵机构18 3.3转向传动机构19 3.4转向器20 3.5转角及最小转弯半径20 第四章.转向系的主要性能参数22 4.1转向系的效率22 4.2传动比变化特性23 4.3转向器传动副的传动间隙△T25 4.4转向盘的总转动圈数26 第五章机械式转向器方案分析及设计26 5.1齿轮齿条式转向器26 5.2其他转向器28 5.3齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择29 5.4数据的确定29 5.5设计计算过程31 5.6齿轮轴的结构设计35 5.7轴承的选择35 5.8转向器的润滑方式和密封类型的选择35 5.动力转向机构设计36 5.1对动力转向机构的要求36 5.2动力转向机构布置方案36 5.3液压式动力转向机构的计算38 5.4动力转向的评价指标43
6. 转向传动机构设计45 6.1转向传动机构原理45 6.2转向传送机构的臂、杆与球销47 6.3转向横拉杆及其端部47 6.4杆件设计结果48 7.结论49 致谢49 摘要 本课题的题目是转向系的设计。以齿轮齿条转向器的设计为中心，一是汽车总体构架参数对汽车转向的影响；二是机械转向器的选择；三是齿轮和齿条的合理匹配，以满足转向器的正确传动比和强度要求；四是动力转向机构设计；五是梯形结构设计。因此本课题在考虑上述要求和因素的基础上研究利用转向盘的旋转带动传动机构的齿轮齿条转向轴转向，通过万向节带动转向齿轮轴旋转，转向齿轮轴与转向齿条啮合，从而促使转向齿条直线运动，实现转向。实现了转向器结构简单紧凑，轴向尺寸短，且零件数目少的优点又能增加助力，从而实现了汽车转向的稳定性和灵敏性。在本文中主要进行了转向器齿轮齿条的设计和对转向齿轮轴的校核，主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程内容进行设计，其结果满足强度要求，安全可靠。 关键词：转向系；机械型转向器；齿轮齿条；液压式助力转向器 Abstract The title of this topic is the design of steering system. Rack and pinion steering gear to the design as the center, one vehicle parameters on the overall framework of the impact of vehicle steering; Second, the choice of mechanical steering; third rack gear and a reasonable match to meet the correct steering gear ratio and strength requirements; Fourth, power steering mechanism design; Fifth, the structural design of trapezoidal. Therefore, taking into account the above issues and factors that require study, based on the steering wheel rotary drive transmission shaft of the steering rack and pinion steering, through the universal joint drive shaft rotation gear shift, steering rack and steering gear shaft meshing, thereby encouraging steering rack linear motion to achieve steering. Simple structure to achieve the steering tight, short axial dimension, and the number of parts can increase the advantages of less power in order to achieve the vehicle steering stability and sensitivity. In this article a major design steering rack and pinion steering gear shaft and the check, the main methods and theoretical experience in the use of automotive design parameters and the University of mechanical design school curriculum design and the results meet the strength
汽车转向系统总结报告
汽车转向系统总结报告 本节课首先讲述了转向系概述，包括其定义、功用、分类、组成、转向理论。 一、定义 驾驶员用来改变或恢复汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。改变或恢复行驶方向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车的转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定角度。 二、功用 遵从驾驶员的操纵，改变汽车行驶方向，并和汽车行驶系共同保证汽车机动灵活、稳定安全地行驶。 三、分类 机械转向系：以驾驶员施加于转向盘上的体力为转向能源。 动力转向系：兼用驾驶员体力和发动机部分动力为转向能源。 转向装置的作用有三点: 1、增大驾驶员作用力 2、改变运动方向 3、把转动变为摆动 接着讲述了转向器的作用及要求、分类、结构。 作用:改变力的传递方向和大小，并获得所要求的摆动速度和角度，进而通过传动机构带动转向车轮偏转。 要求: 省力、灵活 稳定 传给转向器的反冲力尽可能小，又能自动回正 有间隙调整装置，保证自由行程在规定范围 分类:蜗杆齿扇式转向器，循环球式转向器，蜗杆曲柄双销式转向器，齿轮齿条转向器。 重点讲述了转向器的工作原理！ 转向系统的设计、制造所需知识包含在哪些课程中呢？ 机械原理机械制造基础机械设计机械制造工程学 高等数学等等等 可见转向系统的设计极其制造需要依赖很多门课程的知识，同时也反应了转向系统是很复杂的，想要完成好转向系统的设计、制造，不是一件容易的事情，需要广阔的知识涉猎，才能又完成这项任务资格！ 对于未来的转向系统又有如何的发展趋势呢？ 传统的汽车转向系统是机械式的转向系统，汽车的转向由驾驶员控制方向盘，通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转，从而实现转向。对于未来汽车的转向系统，动力转向是发展方向。动力转向主要是从减轻驾驶员疲劳，提高操作轻便性和稳定性出发。动力转向有3种形式:整体式，半分置式及联阀式动力转向结构。目前3种形式各有特点，发现较快，整体式多用于前桥负荷3～8t汽车。从发展趋势上看，国外整体式转向器发展较快，而整体式转向器中转阀结构是目前发展方向。 机制十二班康斌学号2013141411167
液压助力转向电控系统说明书
汽车与交通学院 课程设计说明书 课程名称:汽车电控系统实习及课程设计 课程代码: 106010319 题目: 液压助力转向电控系统 年级/专业/班: 2013级车辆工程汽电(1)班 学生姓名: XX 学号: 开始时间: 2017 年 1 月 4 日 完成时间: 2017 年 1 月 10 日 课程设计成绩： 指导教师签名：年月日
目录 摘要 (3) 1 引言 (4) 1.1问题的提出 (4) 1.2国内外研究的现状 (4) 1.3任务与分析 (4) 1.3.1硬件需求 (4) 1.3.2软件需求 (4) 2 设计方案 (5) 2.1系统设计方案论证 (5) 2.1.1信号输入方案设计 (5) 2.1.2系统显示方案设计 (5) 2.1.3 信号输出的方案设计 (5) 2.2 总体设计方案框图 (6) 2.2.1 方案一设计框图 (6) 2.2.1 方案二设计框图 (7) 2.3最终方案确定 (7) 3系统硬件设计 (8) 3.1 AT89C51介绍 (8) 3.2 ADC0804芯片介绍 (11) 3.2.1 ADC0804芯片的时钟频率 (11) 3.2.1 ADC0804采集的信号处理 (11) 3.3 LCD1602液晶显示器 (12) 3.4L298电机驱动芯片 (12) 4 系统软件设计 (13) 4.1 主程序流程图 (13) 4.2 子程序流程图 (14)
4.2.2 ADC0804子流程图 (15) 4.2.2 PID控制算法子流程图 (16) 5. 系统调试过程 (17) 5.1 原题图和印制板图绘制和检测 (17) 5.1.1 在Protel99se绘制原理图 (17) 5.1.2 在Protell99se生成PCB图 (18) 5.1 keil程序调试 (19) 5.3 Proteus 仿真调试 (19) 结论 (23) 致谢 (24) 参考文献 (25) 附录原题图和印制板图 (26) C语言代码………………………………………………………………………
动力转向系统设计、性能计算[1]
5.3动力转向系统设计、性能计算 为了减轻转向时驾驶员作用到转向盘上的手力和提高行驶安全性，在有些汽车上装设了动力转向机构。 中级以上轿车，由于对其操纵轻便性的要求越来越高，采用或者可供选装动力转向器的 逐渐增多。转向轴轴载质量超过2.5t 的货车可以采用动力转向，当超过4t 时应该采用动力转向。 5.3.1对动力转向机构的要求 1)运动学上应保持转向轮转角和驾驶员转动转向盘的转角之间保持一定的比例关系。 2)随着转向轮阻力的增大(或减小)，作用在转向盘上的手力必须增大(或减小)，称 之为“路感”。 3)当作用在转向盘上的切向力≥0.025～0.190kN 时(因汽车形式不同而异)，动力转向器就应开始工作。 h F 4)转向后，转向盘应自动回正，并使汽车保持在稳定的直线行驶状态。 5)工作灵敏，即转向盘转动后，系统内压力能很快增长到最大值。 6)动力转向失灵时，仍能用机械系统操纵车轮转向。 7)密封性能好，内、外泄漏少。 5.3.2动力转向机构布置方案分析 液压式动力转向因为油液工作压力高，动力缸尺寸小、质量小，结构紧凑，油液具有不 可压缩性，灵敏度高以及油液的阻尼作用可吸收路面冲击等优点而被广泛应用。 1.动力转向机构布置方案 由分配阀、转向器、动力缸、液压泵、贮油罐和油管等组成液压式动力转向机构。根据 分配阀、转向器和动力缸三者相互位置的不同，它分为整体式(见图5—8a)和分置式两类。后者按分配阀所在位置不同又分为：分配阀装在动力缸上的称为联阀式，(见图5—8b)；分配阀装在转向器和动力缸之间的拉杆上称为连杆式，(见图5—8c)；分配阀装在转向器上的称为半分置式，(见图5—8d)。
汽车液压助力转向系统设计
XXXX大学 毕业设计说明书 学生姓名：学号： 学院： 专业： 题目：某乘用车液压助力转向系统设计 指导教师：职称: 职称: 20**年12月5日
目录 绪论 (1) 1. 汽车转向系的类型和组成 (2) 1.1机械转向系 (3) 1.2动力转向系 (4) 1.3动力转向技术的发展 (6) 1.3.1液压动力转向 (6) 1.3.2电动动力转向 (8) 2.1转向系的功用与要求 (9) 2.2转向器方案分析 (10) 3 液压助力转向机构布置方案分析 (12) 3.1动力转向机构布置方案 (12) 3.2动力转向器结构形式的选择 (14) 3.3分配阀的结构方案 (15) 4液压系统方案分析 (16) 4.1常用转向液压系统工作原理 (16) 4.2系统设计工作原理 (17) 5 转向器输出力矩的确定 (19) 6 轴的设计计算及校核 (20) 6.1转向摇臂轴（即齿形齿扇轴）的设计计算 (20) 6.1.1材料的选择 (20) 6.1.2结构设计 (20) 6.1.3轴的设计计算 (20) 6.2螺杆轴设计计算及主要零件的校核 (24) 6.2.1材料选择 (24) 6.2.2结构设计 (25) 6.2.3轴的设计计算 (25) 6.2.4钢球与滚道之间的接触应力校核 (27) 7 齿轮齿条式液压动力转向机构设计 (29) 7.1 齿轮齿条式转向器结构分析 (29) 7.2 参考数据的确定 (35) 7.3 转向轮侧偏角计算 (36) 7.4 转向器参数选取 (37) 7.5 选择齿轮齿条材料 (39) 7.6 强度校核 (39) 7.7 齿轮齿条的基本参数如下表所示 (41) 7.8 齿轮轴的结构设计 (42) 结论 (43) 致谢 (44) 参考文献 (45)
转向系统计算报告
目录 1.概述 (1) 1.1任务来源 (1) 1.2转向系统基本介绍 (1) 1.3转向系统结构简图 (1) 2.转向系统相关参数 (1) 3.最小转弯半径 (2) 4.转向系传动比的计算 (3) 5.转向系载荷的确定 (3) 5.1原地转向阻力矩 M (3) r 5.2车轮回正阻力矩Ms (3) 5.3作用在转向盘上的力 F (3) k 6.转向管柱布置的校核 (4) 6.1转向管柱布置角度的测量 (4) 6.2转向管柱角速度及力矩波动计算 (4) 6.3转向管柱固有频率要求 (7) 7.结论 (7) 参考文献................................................... 错误！未定义书签。
1.概述 1.1任务来源 根据6430车型设计开发协议书， 6430项目是一款全新开发的车型，需对转向系统进行设计计算。 1.2转向系统基本介绍 转向管柱为角度不可调式管柱，转向机采用结构简单、布置容易的齿轮齿条式转向机。 转向盘采用软发泡三辐式，轮辐中间有一块大盖板，打开时可拆装调整转向盘。 1.3转向系统结构简图 2.转向系统相关参数
轮胎规格为185R14LT ，层级为8。轮辋偏置距为+45mm ，负荷下静半径为304㎜，滚动半径约317mm ，满载下前胎充气压力240KPa 。 3.最小转弯半径 汽车的最小转弯半径是汽车在转向轮处于最大转角条件下以低速转弯时前外轮中心与地面接触点的轨迹构成圆周半径，它在汽车转向角达到最大时取得。 转弯半径越小，则汽车转向所需场地就愈小，汽车的机动性就越好。为了避免在汽车转向时产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损，要求转向系能保证在汽车转向时，所有车轮应绕瞬时转向中心作纯滚动。此时，内转向轮偏转角β应大于外转向轮偏转角α，在车轮为绝对刚体的假设条件下，角α与β的理想关系式应是： L ctg ctg K +=βα 式中： K —两侧主销轴线与地面相交点之间的距离； L —轴距。 3.1按外轮最大转角 C L R += α sin 1 =5194.9（mm ） 3.2按内轮最大转角 C KL K L R +++=2 1 222]tan 2)sin [(ββ =5912.3（mm ）
转向系统设计
标题 转向系统设计与优化 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。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。因此需要对转向系统进行优化，从而使汽车操作起来更加方便、安全。本次设计是EPS电动转向系统，即电动助力转向系统。该系统是由一个机械系统和一个电控的电动马达结合在一起而形成的一个动力转向系统。EPS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，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。因此，电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。 关键词：机械系统，扭矩传感器，电动机，电磁离合器，减速机构，电子控制单元。 概述 汽车在行使过程中，需要经常改变行驶方向，即所谓的转向。这就需要有一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
转向系统设计计算书
密级：版本/更改状态：第一版／0 编号： 长城汽车股份有限公司技术文件 CC6460K/KY 转向系统设计计算书 编制： 审核： 审定： 批准： 长城汽车股份有限公司 二OO四年四月十五日
目录 1 系统概述????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 2 转向系统设计依据的整车参数计设计要求????????????????????????????????????????????????????????2 3 转向系统设计过程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 3.1 最小转弯半径计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 3.2 转向系的角传动比计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3.3 转向系的力传动比计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3. 4 转向系的内外轮转角?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3. 5 液压系统的匹配计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.5.1 转向油泵流量的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.5.2 转向油泵压力的变化??????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 4 结论说明????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 5 参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8
大卡车液压助力转向系统设计
毕业论文（设计）题目：大卡车液压助力转向系统设计
大卡车液压助力转向系统设计 1 绪论 1.1问题的提出 随着国民经济连续多年的高速发展，尤其是国家对基础设施建设投入的逐年加大，使得大型汽车的生产在近年来呈现了爆发式发展。而大型载货汽车由于具有运输效率高、运输成本低的特点，逐渐成为公路运输的首选。2007年大型卡车市场为2.85万辆，中型卡车市场为17.5万辆，大型卡车占整体市场的比例为60%，大型载货汽车的生产与开发成为国内载货汽车生产厂家竞争的焦点。汽车技术的进步和人民生活水平的进一步提高，使载货汽车用户对车辆的性能水平要求越来越高，而越来越大的竞争压力使整车厂家的产品开发周期不断缩短。如何使车辆开发各个环节的设计方案都得到充分的分析与筛选，使其性能得到有效控制，以保障在限定的周期内开发出性能优越的汽车产品，已成为大型载货汽车产品研发部门所关注的重要课题。 由于汽车保有量的增加和社会生活汽车化而造成交通错综复杂，使转向盘的操作频率增大，这就要求减轻驾驶疲劳。在汽车向轻便灵活、容易驾驶的方向发展的同时，对动力转向系统的需求也提到日程上来。要求其成本低，性能方面能适应车速变化，实现变特性的动力转向器，并且可以与不同类型的大型汽车相适应、相匹配。 大型载货汽车和其它车辆相比具有一些显著的特点，为保障大型载货汽车良好的转向性能，必须对这些特点及由此引发的问题进行专门的研究。按照GB1589一2004“道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值”的要求，每侧单轮胎的车轴轴荷限值为7吨，6x4载货车的设计轴荷之和可达30吨，车长可达12m，铰接式列车的车长可至16.sm。同时，GB7258一2004“机动车运行安全技术条件”要求车辆必须能够通过外径25m内径10.6m 的通道。另外，载货汽车公路运输的高速化发展趋势也已是不争的事实，尤其国家于2004年5月开始的治理公路运输车辆超限超载专项工作的开展，使以提高行驶速度来带动运输效率的提高成为载货汽车设计的重要目标。高的运输速度对车辆的操纵性与稳定性提出了更高的要求。 为在法规允许的情况下尽可能提高车辆的运输能力，大型车的设计轴荷及外廓尺寸基本接近法规的限值。对于转向轴，7吨的轴荷使动力转向器成为必选的配置，如何合理匹配动力转向器，提高车辆的转向能力并保持操纵路感值得进行进一步的研究。国家 1
转向系统开题报告
第一章总论 一．赛事简介和设计目的及意义 中国大学生方程式汽车大赛（简称“中国FSAE”）是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。 2010年第一届中国FSAE由中国汽车工程学会、中国二十所大学汽车院系、国内领先的汽车传媒集团——易车（BITAUTO）联合发起举办。中国FSAE秉持“中国创造擎动未来”的远大理想，立足于中国汽车工程教育和汽车产业的现实基础，吸收借鉴其他国家FSAE 赛事的成功经验，打造一个新型的培养中国未来汽车产业领导者和工程师的交流盛会，并成为与国际青年汽车工程师交流的平台。中国FSAE致力于为国内优秀汽车人才的培养和选拔搭建公共平台，通过全方位考核，提高学生们的设计、制造、成本控制、商业营销、沟通与协调等五方面的综合能力，全面提升汽车专业学生的综合素质，为中国汽车产业的发展进行长期的人才积蓄，促进中国汽车工业从“制造大国”向“产业强国”的战略方向迈进。 本次毕业设计的题目为FSAE方程式赛车转向传动机构的设计，目的在于设计一套适用于FSAE方程式赛车的转向传动机构，配合其制动系，传动系，行驶系及其他机构使赛车的性能满足大赛的要求。当然，通过此次设计，也可以让我回顾大学四年所学的专业知识，对自己大学学习的课程有一个更为深刻的总结，使自己成为符合新时代的汽车产业人才。二．国内外赛车转向系统研究现状及发展 赛车在行驶中，经常需要改变行驶方向，这就需要有一套用来控制赛车行驶方向的机构，这套机构称为赛车转向系统(steering system）。赛车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系统而改变转向轮的偏转角度来实现的。赛车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。完全靠驾驶员手力操纵的转向系统称为机械转向系统。借助动力来操纵的转向系统称为动力转向系统。动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。此外，随着科技的不断发展还出现了四轮转向系统，主动前轮转向系统和线控转向系统。2.1.机械转向系统 机械转向系统以驾驶员的体力作为转向动力，又称为人力转向系统。机械转向系统一般由三部分组成，即转向操纵机构、转向器和转向传动机构。驾驶员操纵转向器工作的机构叫做转向操纵机构，包括转向盘、转向轴等机件。转向轴下端的蜗杆与扇形齿轮构成转向器。转向器是一个减速增矩机构，经转向器放大的力矩传给转向传动机构。转向直拉杆、转向节臂、转向横拉杆、左右梯形臂等机件构成转向传动机构。前轴的两端和转向节分别由主销a 和h铰接在一起，转向节上连有左右梯形臂，两臂铰接在转向横拉杆L。当一个转向节转动时，另一个转向节也随着变位，实现赛车转向。但两个车轮转动的角度不同，因为前轴、转向横拉杆、左右梯形臂所形成的四边形不是矩形而是梯形。 2.2.动力转向系统 动力转向系统用驾驶员体力和发动机动力作为转向动力.并且以发动机动力作为主要动力。动力转向系统是在机械转向系统基础上加设一套转向加力装置而成的。转向加力装置包括转向油罐、转向油泵、转向控制阀和转向动力缸等。转向油泵由发动机驱动，以产生高压油液。 当驾驶员逆时针转动转向盘时，转向摇臂将拉动转向直拉杆向前运动，转向直拉杆的拉力作用在转向节臂上，使左侧转向节及左侧转向轮绕主销向左偏转一个角度，同时通过梯形
汽车转向器液压助力系统设计刘子轩开题报告
汽车转向器液压助力系统设计------刘子轩-----开题报告
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中北大学信息商务学院 毕业设计开题报告 学生姓名：刘子轩学号：1301034118 系名：机械工程系 专业：车辆工程 设计题目：汽车转向器液压助力系统设计 指导教师:张翼 2017年3 月3日
毕业设计开题报告 1．文献综述： (1)选题背景 汽车的转向系统的性能是汽车的主要性能之一，转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性，它对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。本次课题设计主要总数国内外转向系统的研究发展，介绍各转向系统的结构原理及其关键技术并提出汽车转向系的发展趋势，合理地设计转向系统，使汽车具有良好的操纵性能。这始终是设计人员的重要研究课题，在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的易操纵性设计显得尤为重要。]1[电子控制动力转向系统(简称EPS),根据动力源不同又可分为液压式电子控制动力转向系统（液压式EPS，又作EHPS）和电动式电子控制动力转向系统（电动式EPS）。EHPS是在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等装置构成的，电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀的开度，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低速时的转向助力要求。]2[ (2)课题研究意义 随着汽车工业的飞速发展以及人们对于舒适、安全性能要求的不断提高，对转向器的安全性及操作稳定性的要求也进一步提高。本次设计通过分析转向器的功能要求，结合转向器的布置设计，比较各类型的转向器的优缺点设计一款转向器。根据一些指定的参数结合《汽车设计》和其他相关书籍中关于转向器的理论知识，给出优化设计的目标函数和设计变量的选择范围使设计出的转向器液压助力器符合使用要求。]3[作为汽车转向系统的一个重要组成部分，转向器对汽车的操纵稳定性和驾驶员的安全驾驶有这直接的影响。]4[特别是在车辆高速化，车流密集化的今天，汽车转向器的设计极为重要。通过对转向器的优化设计，使其达到汽车总体设计的要求，以达到对汽车的机构整体优化，更好地提高相应性能，达到更高水平。通过此次设计提高自身实习运用有关机械设计手册、查图表、画图规范等有关资料文献的能力，从而进一步培养自身识图、辩图，运算和编写技术文件等基本技能。通过汽车转向器液压助力系统的设计，培养理论联系实际
转向系统设计计算匹配
1 转向系统的功能 1.1 驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车运动方向。 对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。装有动力转向系统的汽车低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘 转角输入，汽车的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。这时， 基本上是角输入。而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车上仍作用有 一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车。 1.2 将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。这种反馈，通常称为路感。 驾驶者可以通过手—---感知方向盘的震动及运转情况、眼睛—---观察汽车运动、 身体—---承受到的惯性、耳朵—---听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车 的运动状态，但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路 感是优良的操稳性中不可缺少的部分。 反馈分为力反馈和角反馈 从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车操纵控制的一个关键系统。 2 转向系统设计的基本要求 转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。转向系的基本要求如下： 2．1 汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。 不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。实际上，没有哪 一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向 角内（内轮15°～25°范围）使转向内外轮运动关系逼近上述要求。 2．2 良好的回正性能 汽车转向动作完成后，在驾驶者松开方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前 轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮胎侧偏特性、主销内倾 角、主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系 统的逆效率等。 2．3汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，方向盘没有摆动。 2．4 转向机构与悬架机构的运动不协调所造成的运动干涉应尽可能小，由于运动干涉使转向轮产生的摆动应最小。 汽车转弯行驶时，作用在汽车质心处的离心力的作用，内轮载荷减小，外轮载荷增加，使悬架上的载荷发生相应变化。若转向桥采用非独立悬架、钢板弹簧机
汽车液压助力转向系统设计
本科毕业设计（论文）通过答辩 目录 绪论 (1) 1. 汽车转向系的类型和组成 (2) 1.1机械转向系 (3) 1.2动力转向系 (4) 1.3动力转向技术的发展 (6) 1.3.1液压动力转向 (6) 1.3.2电动动力转向 (8) 2.1转向系的功用与要求 (9) 2.2转向器方案分析 (10) 3 液压助力转向机构布置方案分析 (12) 3.1动力转向机构布置方案 (12) 3.2动力转向器结构形式的选择 (14) 3.3分配阀的结构方案 (15) 4液压系统方案分析 (16) 4.1常用转向液压系统工作原理 (16) 4.2系统设计工作原理 (17) 5 转向器输出力矩的确定 (19) 6 轴的设计计算及校核 (20) 6.1转向摇臂轴（即齿形齿扇轴）的设计计算 (20) 6.1.1材料的选择 (20) 6.1.2结构设计 (20) 6.1.3轴的设计计算 (20) 6.2螺杆轴设计计算及主要零件的校核 (24) 6.2.1材料选择 (24) 6.2.2结构设计 (25) 6.2.3轴的设计计算 (25) 6.2.4钢球与滚道之间的接触应力校核 (27) 7 齿轮齿条式液压动力转向机构设计 (29) 7.1 齿轮齿条式转向器结构分析 (29) 7.2 参考数据的确定 (35) 7.3 转向轮侧偏角计算 (36) 7.4 转向器参数选取 (37) 7.5 选择齿轮齿条材料 (39) 7.6 强度校核 (39) 7.7 齿轮齿条的基本参数如下表所示 (41) 7.8 齿轮轴的结构设计 (42) 结论 (43) 致谢 (44) (45) 参考文献
本科毕业设计（论文）通过答辩 绪论 改革开放以来，中国的汽车工业有着飞速的发展，据中国汽车工业协会统计，截至2006年10月底，轿车累计销量超过300万辆，达到304万辆，同比增长40%。2006年11月的北京车展，自主品牌：奇瑞、吉利、长城、中兴、众泰、比亚迪、双环、中顺、力帆、华普、长安、哈飞、华晨等自主品牌纷纷亮相，在国际汽车盛宴中崭露头角，无论从参展规模还是产品所展示的品质和技术含量上，都不得不令人折服，但和国外有着近百年发展历史的国外汽车工业相比，我们的自主品牌汽车在行车性能和舒适体验方面仍有差距。 汽车工业是国民经济的支柱产业，代表着一个国家的综合国力，汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。汽车转向系也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。 转向系统性能和整车及其它总成、系统的性能息息相关，在系统设计的每一个环节都需要考虑整车及其它总成的性能。首先，转向系统必须能够实现整车所要求的车轮转角，这为转向机构的设计及动力转向器匹配提出了基本要求。其次，转向机构和悬架系统必须有协调的运动学关系，这就对转向机构设计提出了附加的要求。这两项要求基本可以在系统设计层面进行分析解决，而和转向系统相关的行驶稳定性及行驶路感则必须在整车层面进行计算分析。 综上所述，随着我国汽车的发展，新的问题及要求不断涌现，在车辆设计与开发领域尚存在很多的问题需要研究和解决，如何使基础研究与产品设计实践紧密结合，将研究成果最大限度地应用于产品开发过程，不断提高汽车的性能水平是摆在汽车产品研究与开发人员面前的重要课题。 1
(完整版)东风轻型货车转向系统设计
毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 郑蕊 系部 汽车工程系 专业、班级 车辆07—6班 指导教师姓名 姚佳岩 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 □是■否 题目名称 东风轻型货车转向系统设计 一、课题研究现状、选题目的和意义 作为汽车的一个重要组成部分, 汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键总成, 如何设计汽车的转向特性, 使汽车具有良好的操纵性能, 始终是各汽车生产厂家和科研机构的重要研究课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天, 针对更多不同水平的驾驶人群, 汽车的操纵设计显得尤为重要。汽车转向系统经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统3 个基本发展阶段。1)纯机械式转向系统,由于采用纯粹的机械解决方案, 为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘, 这样一来, 占用驾驶室的空间很大, 整个机构显得比较笨拙, 驾驶员负担较重, 特别是重型汽车由于转向阻力较大,单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向, 这就大大限制了其使用范围。但因结构简单、工作可靠、造价低廉, 目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用。2)液压助力转向系统,1953 年通用汽车公司首次使用了液压助力转向系统, 此后该技术迅速发展, 使得动力转向系统在体积、功率消耗和价格等方面都取得了很大的进步。80 年代后期, 又出现了变减速比的液压动力转向系统。在接下来的数年内, 动力转向系统的技术革新差不多都是基于液压转向系统, 比较有代表性的是变流量泵液压动力转向系统( Variable Displacement Power Steering Pump) 和电动液压助力转向( Electric Hydraulic PowerSteering, 简称EHPS) 系统。变流量泵助力转向系统在汽车处于比较高的行驶速度或者不需要转向的情况下, 泵的流量会相应地减少, 从而有利于减少不必要的功耗。电动液压转向需要全套设计请联系Q Q1537693694系统采用电动机驱动转向泵, 由于电机的转速可调, 可以即时关闭, 所以也能够起到降低功耗的功效。液压助力转向系统使驾驶室变得宽敞, 布置更方便, 降低了转向操纵力, 也使转向系统更为灵敏。由于该类转向系统技术成熟、能提供大的转向操纵助力, 目前在部分乘用车、大部分商用车特别是重型车辆上广泛应用。但是液压助力转向系统在系统布置、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损与噪声等方面存在不足。3)汽车电动助力转向系统(EPS),EPS 在日本最先获得实际应用, 1988 年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统, 并装在其生产的Cervo 车上, 随后又配备在Alto 上。此后, 电动助力转向技术得到迅速发展, 其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。日本的大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司, 美国的Delphi 公司, 英国的Lucas 公司, 德国的ZF 公司, 都研制出了各自的EPS 。EPS 的助
汽车设计转向系设计说明书
课程汽车设计题目电动助力转向系设计说明书 姓名 学号 班级 指导教师 日期 2016年6月15日
目录 一. 轿车转向系设计方案的选择................................. - 1 - 1.轿车参数的确定 (1) 2.对转向系的要求 (2) 3.转向系结构设计 (2) 1)转向操纵机构 ......................................................................................- 2 - 2)转向传动机构 ......................................................................................- 3 - 3)机械转向器 ..........................................................................................- 3 - 二.转向系统的主要性能参数................................... - 4 - 1.转向系的效率 (4) 1)转向系的正效率...................................................................................- 4 - 2)转向系的逆效率...................................................................................- 5 - 2.转向系传动比的确定. (5) 1)转向系统传动比的组成........................................................................- 5 - 2)转向系统的力传动比和角传动比的关系..............................................- 6 - 3)传动系传动比的计算 ...........................................................................- 7 - 3.转向系传动副的啮合间隙 .. (7) 1)转向器的啮合特征 ...............................................................................- 7 - 2)转向盘的自由行程 ...............................................................................- 8 - 4.齿轮齿条式转向器的设计和计算 (8) 1)转向轮侧偏角的计算 ...........................................................................- 8 - 2)转向器参数的选取 ...............................................................................- 9 - 3)选择齿轮齿条材料 ...............................................................................- 9 - 4)轴承的选择 ........................................................................................ - 10 - 5.转向盘的转动的总圈数 (10) 三.电动助力转向系统设计.................................... - 10 - 1.转矩传感器 (10) 2.减速机构 (10) 3.电磁离合器 (10) 4.电动机 (11) 5.车速传感器 (11) 6.电子控制单元 (11) 四.转向梯形机构的设计...................................... - 11 - 1.转向梯形理论特性 (11) 2.转向梯形的布置 (12) 3.转向梯形机构尺寸的初步确定 (12) 4.梯形校核 (12) 一. 轿车转向系设计方案的选择 1.轿车参数的确定
机械式转向器的设计与计算
第四节 机械式转向器的设计与计算 一、转向系计算载荷的确定 为了保证行驶安全，组成转向系的各零件应有．足够的强度。欲验算转向系零件的强度，需首先确定作用在各零件上的力。影响这些力的主要因素有转向轴的负荷、路面阻力和轮胎气压等。为转动转向轮要克服的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎变形阻力和转向系中的摩擦阻力等。 精确地计算出这些力是困难的。为此推荐用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩R M (mm N ?) p G f M R 313 = (7-9) 式中，f 为轮胎和路面间的滑动摩擦因数，一般取O.7； 1G 为转向轴负荷(N)；p 为轮胎气压(a MP )。 作用在转向盘上的手力为 + ωη= i D L M L F sw R h 212 (7-10) 式中，1L 为转向摇臂长；2L 为转向节臂长；sw D 为转向盘直径；ωi 为转向器角传动比；+η为转向器正效率。 对给定的汽车，用式(7-10)计算出来的作用力是最大值。因此，可以用此值作为计算载荷。然而，对于前轴负荷
大的重型货车，用上式计算的力往往超过驾驶员生理上的可能，在此情况下对转向器和动力转向器动力缸以前零件的计算载荷，应取驾驶员作用在转向盘轮缘上的最大瞬时力，此力为700N。 二、齿轮齿条式转向器的设计 齿轮齿条式转向器的齿轮多数采用斜齿圆柱齿轮。齿轮模数取值围多在2～3mm之间。主动小齿轮齿数多数在5～7个齿围变化，压力角取20o，齿轮螺旋角取值围多为9o～1 5o。齿条齿数应根据转向轮达到最大偏转角时，相应的齿条移动行程应达到的值来确定。变速比的齿条压力角，对现有结构在12o～35o围变化。此外，设计时应验算齿轮的抗弯强度和接触强度。 主动小齿轮选用16MnCr5或15CrNi6材料制造，而齿条常采用45钢制造。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。 三、循环球式转向器设计 (一)主要尺寸参数的选择 1、螺杆、钢球、螺母传动副 (1)钢球中心距D、螺杆外径 D、螺母径2D尺寸D、1D、 1 D如图7-19所示。钢球中心距是基本尺寸，螺杆外径1D、2 螺母径 D及钢球直径d对确定钢球中心距D的大小有影响，2 而D又对转向器结构尺寸和强度有影响。在保证足够的强度条件下，尽可能将D值取小些。选取D值的规律是随着扇齿