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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目：本田鋒范轎車齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設計 2013年 12月 10日 專心---專注---專業(yè) 本文由閏土服務機械外文文獻翻譯成品淘寶店整理 一、畢業(yè)設計（論文）綜述 1．題目背景及研究意義 伴隨著中國汽車市場的繁榮發(fā)展，為整車企業(yè)做配套供應的零部件企業(yè)正在慢慢轉(zhuǎn)變角色，特別是擁有核心技術(shù)的零部件企業(yè)，將與專攻總成或系統(tǒng)開發(fā)的企業(yè)展開更多的合作，與整車企業(yè)建立同步開發(fā)或超前開發(fā)的新型整零配套合作的模式也在逐步形成。 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車操控總成的重

2、要組成部分，用來保持或者改變汽車行使方向的機構(gòu)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應準確、快速、平穩(wěn)地響應駕駛員的轉(zhuǎn)向指令，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)受到外界擾動時，在駕駛員松開方向盤的狀態(tài)下，應保證汽車自動返回穩(wěn)定的直線行使狀態(tài)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車零部件中安全系數(shù)要求很高的產(chǎn)品之一，其未來發(fā)展的情況，將會對整個汽車行業(yè)產(chǎn)生至關重要的影響。 2.國內(nèi)外相關研究情況 轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系主要構(gòu)成的關鍵零件，隨著電子技術(shù)在汽車中的廣泛應用，轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化。從目前使用的普遍程度來看，主要的轉(zhuǎn)向器類型有4種：有蝸桿銷式(WP型)、蝸桿滾輪式(WR型)、循環(huán)球式(BS型)、齒條齒輪式(RP型)。這四種轉(zhuǎn)向器型式，已經(jīng)被廣泛使用在汽車

3、上。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器是一種最常見的轉(zhuǎn)向器。其基本結(jié)構(gòu)是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動小齒輪旋轉(zhuǎn)時，齒條便做直線運動。有時，靠齒條來直接帶動橫拉桿，就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。所以，這是一種最簡單的轉(zhuǎn)向器。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，轉(zhuǎn)向靈敏，體積小，可以直接帶動橫拉桿。在汽車上得到廣泛應用。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，已成為當今世界汽車上主要的兩種轉(zhuǎn)向器；而蝸輪、蝸桿式轉(zhuǎn)向器和蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。 在小客車上發(fā)展轉(zhuǎn)向器的觀點各異，美國和日本重點發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，比率都已達到或超過90％；西歐則重點發(fā)展齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，比率超過50％，法國已高達95％。

4、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90％以上了。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％。 由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的種種優(yōu)點，在小型車上的應用(包括小客車、小型

5、貨車或客貨兩用車)得到突飛猛進的發(fā)展；而大型車輛則以循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器為主要結(jié)構(gòu)。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較??；傳動效率高達90%；齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，能自動消除間隙，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度，還可以防止工作時產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用體積??；制造成本低。 而現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向器的發(fā)展趨勢如下： 1.適應汽車高速行駛的需要 從操縱輕便性、穩(wěn)定性及安全行駛的角度，汽車制造廣泛使用更先進的工藝方法，使用變速比轉(zhuǎn)向器、高剛性轉(zhuǎn)向器?！白兯俦群透邉傂浴笔悄壳笆澜缟?/p>

6、生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的方向。 2.充分考慮安全性、輕便性 隨著汽車車速的提高，駕駛員和乘客的安全非常重要，目前國內(nèi)外在許多汽車上已普遍增設能量吸收裝置，如防碰撞安全轉(zhuǎn)向柱、安全帶、安全氣囊等，并逐步推廣。從人類工程學的角度考慮操縱的輕便性，已逐步采用可調(diào)整的轉(zhuǎn)向管柱和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 3.低成本、大批量專業(yè)化生產(chǎn) 隨著國際經(jīng)濟形勢的惡化，石油危機造成經(jīng)濟衰退，汽車生產(chǎn)愈來愈重視經(jīng)濟性，因此，要設計低成本、合理化生產(chǎn)線，盡量實現(xiàn)大批量專業(yè)化生產(chǎn)。對零部件生產(chǎn)，特別是轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)，更表現(xiàn)突出。 4.汽車轉(zhuǎn)向器裝置的電腦化 汽車的轉(zhuǎn)向器裝置，必定是以電腦化為唯一的發(fā)展途徑。

7、二、本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 1.主要內(nèi)容 1.1轉(zhuǎn)向系的發(fā)展及國內(nèi)轉(zhuǎn)向器發(fā)展狀況 1.2轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)分析 1.2.1轉(zhuǎn)向系的設計要求 1.3.轉(zhuǎn)向器設計與計算 1.3.1轉(zhuǎn)向系計算載荷的確定 1.3.1.1原地轉(zhuǎn)向阻力矩 1.3.1.2轉(zhuǎn)向盤手力 1.3.2齒輪齒條設計 1.3.3齒條的強度計算 1.3.3.1齒條的受力分析 1.3.3.2齒條桿部受拉壓的強度計算 1.3.3.3齒條齒部彎曲強度的計算 1.3.4小齒輪的強度計算 1.3.4.1

8、齒面接觸疲勞強度計算 1.3.4.2曲疲勞強度計算 2.采用的研究方案、研究方法或措施 2.1 研究方案 （1）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器布置形式的選擇 根據(jù)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形相對前軸位置的不同，在汽車上有四種布置形式：轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，前置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，前置梯形。 （2）齒輪齒條嚙合參數(shù)的選擇 齒輪齒條嚙合傳動時，根據(jù)小齒輪螺旋角與齒條齒傾角的大小和方向不同，可以構(gòu)成不同的傳動方案。在設計時，只要合理的選取這幾個參數(shù)就可以獲得需要的傳動比。但是小齒輪的模數(shù)不能太小，否則會

9、使齒條齒廓在嚙合時嚙合點離齒頂太近，齒根的彎曲應力增大，易產(chǎn)生崩齒。同時小齒輪的變位系數(shù)不能太大，否則會造成齒條齒頂平面與小齒輪齒根圓柱面的間隙過小，對潤滑不利，而且容易造成轉(zhuǎn)向器卡死的現(xiàn)象。 （3）轉(zhuǎn)向器效率的分析 轉(zhuǎn)向器的效率分為正效率η+與逆效率η-。齒條輸出功率與轉(zhuǎn)向器小齒輪軸輸入功率之比稱為轉(zhuǎn)向器的正效率；小齒輪軸的輸出功率與齒條的輸入功率之比稱為轉(zhuǎn)向器的逆效率。轉(zhuǎn)向器的正逆效率主要受轉(zhuǎn)向器內(nèi)摩擦功率的影響，P入=P出+P摩擦，所以當摩擦功率不變時，隨著負載的增大，轉(zhuǎn)向器的效率也增大。但是如果負載的方向與齒條軸線方向重合時，有可能使轉(zhuǎn)向器的內(nèi)摩擦功率增大，是轉(zhuǎn)向器的效率下降。下面

10、的計算認為轉(zhuǎn)向器中摩擦副的摩擦因數(shù)為常數(shù)，而且作用的齒條上的力是沿齒條軸線方向的。 （4）轉(zhuǎn)向器的強度校核 轉(zhuǎn)向器有EPS與非EPS兩種狀態(tài)，兩種狀態(tài)都有相應的轉(zhuǎn)向器與之匹配。要求兩種狀態(tài)下轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)不變，轉(zhuǎn)向器使用相同的殼體，齒條行程相同，小齒輪花鍵規(guī)格相同，齒條直徑以及齒條螺紋部分相同，唯一不同的是齒輪與齒條的參數(shù)。 （5）運用AutoCAD軟件繪制轉(zhuǎn)向器總裝配圖以及主要部件的零部件； 2.2 已知參數(shù) 本次設計本田鋒范轎車的基本參數(shù)如下： 本田鋒范1.5L手動版轎車的基本參數(shù) 發(fā)動機功率 88 kw 最高車速 180 km

11、/h 轉(zhuǎn)矩 145 Nm 最高轉(zhuǎn)速 6600 r/min 長*寬*高 4422*1695*1470mm 軸距 2250 mm 三、本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 1． 重點： （1）齒輪齒條的轉(zhuǎn)向器的基本原理及其優(yōu)缺點； （2）轉(zhuǎn)向器運作機構(gòu)的功能與要求、構(gòu)造形式及操縱原理； （3）轉(zhuǎn)向器各強度參數(shù)的計算分析； （4）CAD零件圖紙的繪制； 難點： （1）轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析； （2）強度校核分析； 2. 前期已開展工作 在撰寫開題報告之前已查閱了大量關于汽車轉(zhuǎn)向器方面的書籍、期刊和手冊，并且收集了一些汽車轉(zhuǎn)向器及其

12、零部件的視頻、圖片和文字等信息，通過進行了這些前期工作，使我對汽車轉(zhuǎn)向器的功用、結(jié)構(gòu)和工作原理都有了進一步的了解和認識，相信能比較成功地完成這次畢業(yè)設計。 四、完成本課題的工作方案及進度計劃（按次填寫） 第1周——第3周：明確畢業(yè)設計題目，收集資料，弄懂轉(zhuǎn)向器機構(gòu)原理，明確設計的任務及要求，撰寫開題報告。 第4周——第6周：具體規(guī)劃設計進程，AutoCAD軟件練習和確定設計方案。 第7周——第11周：設計計算轉(zhuǎn)向器的主要零部件參數(shù)，應用AutoCAD軟件繪制轉(zhuǎn)向器總裝配圖以及主要部件的零部。 第12周——第13周：進行畢業(yè)設計總結(jié)，論文初稿書寫。 第14周——第15周：論文定稿，

13、準備畢業(yè)答辯。 5 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日 6 所在系審查意見： 系主管領導： 年 月 日 參考文獻 [1] 彭文生，張志明. 機械設計[M]. 北京：高等教育出版社，2005：96-138 [2] 董寶承. 汽車底盤[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004：32-81 [3] 劉鴻文. 材料力學[M]. 北京：高等

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