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題目 Jz100型整體式液壓動力轉(zhuǎn)向器設(shè)計 選題背景：伴隨著人們生活水平的不斷提高，汽車在人們的日常生活中正變得越來越必不可缺少。2014年，我國汽車產(chǎn)銷量雙雙實現(xiàn)世界第一，汽車保有量將近1.54億輛。轉(zhuǎn)向系作為現(xiàn)代車輛的重要系統(tǒng)之一，其主要作用是保證車輛按駕駛員設(shè)想的軌跡運動。轉(zhuǎn)向器作為轉(zhuǎn)向系最為重要的組成部分，其性能的好壞不僅直接影響轉(zhuǎn)向靈敏度，而且對車輛的安全性也有重要影響。而伴隨著我國農(nóng)村購買能力的提高以及對安全高效運輸工具的需求，低速貨車在最近幾年發(fā)展尤為迅速。但是，由于低速貨車是從早期的四輪農(nóng)用車發(fā)展而來，設(shè)計理念及制造工藝相對比較粗糙，車輛的整體性能相對不完善，加之駕駛員的駕駛水平參差不齊，以及低速貨車長期處于重載、惡劣路況等相對復(fù)雜的駕駛操縱環(huán)境下,使得車輛的操作穩(wěn)定性顯得尤為重要。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為直接控制汽車的行動方向的系統(tǒng)，其性能的惡劣直接影響汽車的操縱穩(wěn)定性。汽車的操作穩(wěn)定性包含兩方面的內(nèi)容：操作性和穩(wěn)定性。汽車操穩(wěn)性主要影響汽車行駛安全性和操作復(fù)雜程度，隨著汽車行駛速度的不斷提高，為了保證行駛的安全性，汽車操作穩(wěn)定性得到越來越多的關(guān)注，已經(jīng)成為汽車性能優(yōu)劣的重要標(biāo)志之一。針對分析汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對中型貨車操作穩(wěn)定性的影響就成為了眾研究單位和汽車廠商一致追求的目標(biāo)。汽車轉(zhuǎn)向器作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中能夠精確傳遞駕駛員意志的關(guān)鍵部件，其性能好壞會直接影響整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的執(zhí)行能力?？梢哉f，一個合格的轉(zhuǎn)向器是汽車擁有良好轉(zhuǎn)向性能的前提。因此，本課題以Jz100型商用貨車為基礎(chǔ)，將循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器為研究對象，闡述整體式液壓動力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計過程。 二、課題設(shè)計 2.1課題的內(nèi)容 目前，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和線性控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。由于各自性能和特點的不同，各類動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展情形和使用范圍都不盡相同，而液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于具備輸出力大、轉(zhuǎn)向平穩(wěn)、安全性能高等優(yōu)點，已經(jīng)成為中大型噸位貨車的最佳選擇。整體式動力轉(zhuǎn)向作為目前市場上最為主要的助力轉(zhuǎn)向器，它將機械轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向動力缸和轉(zhuǎn)向控制閥整合到一起，大大減小轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所占的空間，方便轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車上的布置。機械轉(zhuǎn)向器和缸體形成左右兩個工作腔，它們分別通過油道和轉(zhuǎn)向控制閥相連。整體式液壓轉(zhuǎn)向器通過控制油壓的大小實現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)動。液壓系統(tǒng)工作時無噪音，工作滯后時間短，而且能吸收來自不平路面的沖擊。因此，液壓動力轉(zhuǎn)向器已在各類各級汽車上獲得廣泛應(yīng)用。 2.2課題的目的 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要，汽車已成為人們不可缺少的代步工具，轉(zhuǎn)向器設(shè)計是汽車專業(yè)一個最重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是一門實踐性很強的學(xué)科，是我們對所學(xué)知識的綜合運用，通過對專業(yè)知識的綜合運用，使學(xué)生對轉(zhuǎn)向器從設(shè)計到制造的過程有個基本上的了解，為以后的工作及進一步學(xué)習(xí)深造打下了堅實的基礎(chǔ)。 2.3課題的意義 畢業(yè)設(shè)計作為我們在校期間一次較為系統(tǒng)的工程訓(xùn)練，可以得到以以下方面的能力培養(yǎng)： (1). 調(diào)查研究中外文獻檢索和閱讀能力； (2). 綜合運用專業(yè)理論和知識分析、解決實際問題的能力； (3). 設(shè)計、計算與繪圖的能力，包括使用計算機的能力； (4). 掌握模具設(shè)計方法和步驟,了解模具的加工工藝過程； (5). 邏輯思維與形象思維相結(jié)合的文字及口頭表達能力； (6). 撰寫設(shè)計說明書（論文）的能力； (7). 養(yǎng)成嚴(yán)肅、認真、細致地從事技術(shù)工作的優(yōu)良作風(fēng)。 三、課題研究現(xiàn)狀 3.1國外研究現(xiàn)狀 據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占45％左右，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器占40％左右，蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器占10％左右，其它型式的轉(zhuǎn)向器占5％。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器一直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐小客車中，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器有很大的發(fā)展。日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占的比重越來越大，日本裝備不同類型發(fā)動機的各類型汽車，采用不同類型轉(zhuǎn)向器，在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，已由60年代的62．5％，發(fā)展到現(xiàn)今的100％了(蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器在公共汽車上已經(jīng)被淘汰)。大、小型貨車大都采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，但齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器也有所發(fā)展。微型貨車用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占65％，齒條齒輪式占35％。 在國外，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器實現(xiàn)了專業(yè)化生產(chǎn)，同時以專業(yè)廠為主、大力進行試驗和研究，大大提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。在日本“精工”(NSK)公司的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器就以成本低、質(zhì)量好、產(chǎn)量大，逐步占領(lǐng)日本市場，并向全世界銷售它的產(chǎn)品。德國ZF公司也作為一個大型轉(zhuǎn)向器專業(yè)廠著稱于世。它從1948年開始生產(chǎn)ZF型轉(zhuǎn)向器，年產(chǎn)各種轉(zhuǎn)向器200多萬臺。還有一些比較大的轉(zhuǎn)向器生產(chǎn)廠，如美國德爾福公司SAGINAW分部；英國AN公司是比較有名的專業(yè)廠家，有很大的產(chǎn)量和銷售面。專業(yè)化生產(chǎn)已成為一種趨勢，只有走這條道路，才能使產(chǎn)品質(zhì)量高、產(chǎn)量大、成本低，在市場上有競爭力。 從發(fā)展趨勢上看，國外整體式轉(zhuǎn)向器發(fā)展較快，而整體式轉(zhuǎn)向器中轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)是目前發(fā)展的方向。由于動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還是新的結(jié)構(gòu)，各國的生產(chǎn)廠家都正在組織力量，大力開展試驗研究工作，提高使用性能、減小總成體積、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，以便逐步推廣和普及。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國際經(jīng)濟形勢的變化對汽車乃至汽車轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)都有很大影響。特別是西方國家實行石油禁運以來，世界經(jīng)濟形勢受沖擊很大。隨著能源危機的發(fā)展，汽車工業(yè)首當(dāng)其沖，其發(fā)展方向有很大變化。從汽車設(shè)計、制造到各總成部件的生產(chǎn)都隨著能源危機的發(fā)生而變化，表現(xiàn)在能源消耗、材料消耗、操縱輕便等各個方面。我國加入WTO，給汽車工業(yè)帶來新的機遇，也帶來挑戰(zhàn)，國產(chǎn)汽車及零部件將會得到進一步發(fā)展。 3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國的轉(zhuǎn)向器生產(chǎn)，除早期投產(chǎn)的解放牌汽車用蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器，東風(fēng)汽車用蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器之外，其它大部分車型都采用循環(huán)球式結(jié)構(gòu)，并都具有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗。目前解放、東風(fēng)也都在積極發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，并已在第二代換型車上普遍采用了循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。由此看出，我國的轉(zhuǎn)向器也在向大量生產(chǎn)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器發(fā)展。 隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)水平也有了很大提高。在汽車轉(zhuǎn)向器生產(chǎn)行業(yè)里，70年代推廣了循環(huán)球轉(zhuǎn)向器，80年代開發(fā)它推廣了循環(huán)球變傳動比轉(zhuǎn)向器。對提高我國汽車轉(zhuǎn)向輕便性水平起了很大的推動作用。到了90年代，駕駛員對汽車轉(zhuǎn)向性能的要求有了進一步的提高，要求轉(zhuǎn)向更輕便、操縱更靈敏。過去采用循環(huán)球轉(zhuǎn)向器和循環(huán)球變比轉(zhuǎn)向器只能相對的解決轉(zhuǎn)向輕便性和操縱靈敏性問題，要想從根本上解決這兩個問題只有安裝動力轉(zhuǎn)向器。因此，除重型汽車各高檔轎車早已安裝動力轉(zhuǎn)向器外，近年來在中型貨車、豪華客車及中檔轎車上都已開始安裝動力轉(zhuǎn)向器。隨著動力轉(zhuǎn)向器技術(shù)水平的提高、生產(chǎn)規(guī)模的擴大和市場的需要，其它一些車型也必將陸續(xù)安裝動力轉(zhuǎn)向器。 目前國內(nèi)這些車型和國外同類汽車的發(fā)展趨勢一樣，都采用了整體式動力轉(zhuǎn)向器。除轎車全部采用了齒輪齒條整體式動力轉(zhuǎn)向器外，其它車型大都采用循環(huán)球整體式動力轉(zhuǎn)向器。在這些轉(zhuǎn)向器中，其控制閥也由過去廣泛采用的滑閥式結(jié)構(gòu)幾乎全部改為轉(zhuǎn)閥式結(jié)構(gòu)。 四、課題設(shè)計方案 4.1設(shè)計方案選型與分析 方案一：半分置式（分置式） 方案二:聯(lián)閥式（分置式） 方案三：連桿式（分置式） 方案四：整體式 4.2方案的確定 分析上述四個方案: 雖然整體式液壓轉(zhuǎn)向器比分置式液壓轉(zhuǎn)向器的尺寸和質(zhì)量都要大，給布置帶來不利的影響，但整體式動力轉(zhuǎn)向器由于其分配閥、轉(zhuǎn)向器、動力缸三者裝在一起，因而結(jié)構(gòu)緊湊，管路也短，轉(zhuǎn)向工作穩(wěn)定可靠而且也不易受到外界的影響。因為本課題的題目是Jz100型整體式液壓動力轉(zhuǎn)向器設(shè)計，而整體式動力轉(zhuǎn)向器多用于總質(zhì)量在6.0t以上的貨車。此外，整體式液壓轉(zhuǎn)向器的設(shè)計比分置式節(jié)約原材料。根據(jù)以上分析我選擇分案四。 4.3方案的特點及創(chuàng)新 整體式液壓動力轉(zhuǎn)向器綜合了機械式和分置式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點，直接把液壓系統(tǒng)設(shè)計在轉(zhuǎn)向器上，使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊，轉(zhuǎn)向行程比機械式小的多，而且省力。轉(zhuǎn)向器的工作壓力可高達10MPa以上，液壓系統(tǒng)工作時無噪聲，工作滯后時間短，而且能吸收來自不平路面的沖擊。其中，當(dāng)整體式液壓動力轉(zhuǎn)向器的液壓工作部分出現(xiàn)故障時，它可以馬上退換成機械轉(zhuǎn)向器，使汽車能夠正常行駛。。目前SUV、皮卡、輕卡、重型車等應(yīng)用非常廣泛。 五、預(yù)期結(jié)果 根據(jù)以上分析結(jié)果設(shè)計出的轉(zhuǎn)向器,應(yīng)該可以對汽車的穩(wěn)定行駛提供安全,而且能達到轉(zhuǎn)向器在汽車上使用的預(yù)期目的。 六、設(shè)計主要步驟 （1）根據(jù)題目圖紙構(gòu)思轉(zhuǎn)向器造型。 （2）對轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)進行前期分析，包括結(jié)構(gòu)分析和原理分析，確定設(shè)計方案。 （3）對轉(zhuǎn)向器進行設(shè)計。 （4）把設(shè)計出的轉(zhuǎn)向器畫出加工圖紙，包括裝配圖和零件圖。 七、進度計劃 序號 任務(wù)名稱 開始時間 結(jié)束時間 1 選題 2015年10月28日 2015年11月2日 2 查閱中、外文獻資料，外文資料翻譯，確定系統(tǒng)設(shè)計方案 2015年11月3日 2015年12月8日 3 開題 2015年11月14日 2015年11月20日 4 進行畢業(yè)設(shè)計 2015年12月5日 2016年5月15日 5 中期檢查 2016年3月25日 2016年3月26日 6 上交畢業(yè)設(shè)計正稿打印版及電子材料，畢業(yè)設(shè)計及設(shè)計說明書光盤，完成畢業(yè)答辯ppt 2016年5月4日 2016年5月8日 7 畢業(yè)答辯 2016年5月16日 2016年5月17日 八、參考文獻 [1]陳家瑞《汽車構(gòu)造》吉林：機械工業(yè)出版社 2001年版 [2]徐清富《國外汽車最新結(jié)構(gòu)圖冊》北京：機械工業(yè)出版社 1996年版 [3]王望予《汽車設(shè)計》吉林：機械工業(yè)出版社 2000年版 [4]畢大寧《汽車轉(zhuǎn)閥式動力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計與應(yīng)用》北京：人民交通出版1998年版 [5]左健民《液壓與氣壓傳功》北京：機械工業(yè)出版社 第四版2014年版 [6]李壽剛《液壓傳動》北京：北京理工大學(xué)出版社 1994年版 [7]周士昌《液壓系統(tǒng)設(shè)計圖集》北京：機械工業(yè)出版社 2004年版 [8]左健民《液壓傳動學(xué)習(xí)指導(dǎo)》南京：河南大學(xué)出版社 1989年版 [9]劉超《動力轉(zhuǎn)向器的力特性曲線分析與應(yīng)用》汽車技術(shù) 2004年版 [10]姜華平《轉(zhuǎn)閥式動力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)及原理分析》濟南交專學(xué)報 1993年版 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室審核意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 備注：本開題報告須裝入學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計（論文）檔案袋存檔。 - 6 -