2960 轎車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),轎車(chē),轉(zhuǎn)向,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì) 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目名稱 轎車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 黃朋杰 專業(yè)班級(jí) 08 機(jī)制 4 班 學(xué)號(hào) 0828200070一、 選題的目的和意義：汽車(chē)在行駛過(guò)程中，需按駕駛員的意志經(jīng)常改變其行駛方向，即所謂汽車(chē)轉(zhuǎn)向。就輪式汽車(chē)而言，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)轉(zhuǎn)向的方法是，駕駛員通過(guò)一套專設(shè)的機(jī)構(gòu)，使汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋（一般是前橋）上的車(chē)輪（轉(zhuǎn)向輪）相對(duì)于汽車(chē)縱軸線偏轉(zhuǎn)一定角度。在汽車(chē)直線行駛時(shí)，往往轉(zhuǎn)向輪也會(huì)受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用，自動(dòng)偏轉(zhuǎn)而改變行駛方向。此時(shí)，駕駛員也可以利用這套機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪向相反方向偏轉(zhuǎn)，從而使汽車(chē)恢復(fù)原來(lái)的行駛方向。這一套用來(lái)改變或恢復(fù)汽車(chē)行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)，即稱為汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（俗稱汽車(chē)轉(zhuǎn)向系） 。因此，汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的功用是，保證汽車(chē)能按駕駛員的意志而進(jìn)行轉(zhuǎn)向行駛。按轉(zhuǎn)向能源的不同，轉(zhuǎn)向系可分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系。轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力（手）作為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系，叫機(jī)械轉(zhuǎn)向系。兼用駕駛員體力和和發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系叫動(dòng)力轉(zhuǎn)向系。傳統(tǒng)的汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機(jī)械轉(zhuǎn)向系，汽車(chē)的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是由駕駛員操縱方向盤(pán)，通過(guò)轉(zhuǎn)向器和一系列的桿件傳遞到轉(zhuǎn)向車(chē)輪而實(shí)現(xiàn)的。普通的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建立在機(jī)械轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，通常根據(jù)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器形式可以分為：齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式。常用的有兩種是齒輪齒條式和循環(huán)球式(用于需要較大的轉(zhuǎn)向力時(shí))。目前大部分低端轎車(chē)采用的就是齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本課題就齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以為對(duì)象，介紹研究轎車(chē)上機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，以及相關(guān)重要參數(shù)，總結(jié)大學(xué)期間學(xué)習(xí)的各科專業(yè)知識(shí)，如機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)等，為以后工作打下實(shí)踐基礎(chǔ)。二、 國(guó)內(nèi)外研究綜述：改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展迅猛。作為汽車(chē)關(guān)鍵部件之一的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，基本已形成了專業(yè)化、系列化生產(chǎn)的局面。有資料顯示，國(guó)外有很多國(guó)家的轉(zhuǎn)向器廠，都已發(fā)展成大規(guī)模生產(chǎn)的專業(yè)廠，年產(chǎn)超過(guò)百萬(wàn)臺(tái)，壟斷了轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)，并且銷售點(diǎn)遍布了全世界。1 現(xiàn)代汽車(chē)轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計(jì)趨勢(shì)1.1 適應(yīng)汽車(chē)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(chē)制造廣泛使用更先進(jìn)的工藝方法，使用變速比轉(zhuǎn)向器、高剛性轉(zhuǎn)向器。 “變速比和高剛性” 是目前世界上生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的方向。21．2 充分考慮安全性、輕便性隨著汽車(chē)車(chē)速的提高，駕駛員和乘客的安全非常重要，目前國(guó)內(nèi)外在許多汽車(chē)上已普遍增設(shè)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(xué)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(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 1.3 低成本、低油耗、大批量專業(yè)化生產(chǎn)隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的惡化，石油危機(jī)造成經(jīng)濟(jì)衰退，汽車(chē)生產(chǎn)愈來(lái)愈重視經(jīng)濟(jì)性，因此，要設(shè)計(jì)低成本、低油耗的汽車(chē)和低成本、合理化生產(chǎn)線，盡量實(shí)現(xiàn)大批量專業(yè)化生產(chǎn)。對(duì)零部件生產(chǎn)，特別是轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)，更表現(xiàn)突出。 1．4 汽車(chē)轉(zhuǎn)向器裝置的電腦化汽車(chē)的轉(zhuǎn)向器裝置，必定是以電腦化為唯一的發(fā)展途徑。2 現(xiàn)代汽車(chē)轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展趨勢(shì) 2．1 現(xiàn)代汽車(chē)轉(zhuǎn)向裝置的使用動(dòng)態(tài)隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化。汽車(chē)轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)很多，從目前使用的普遍程度來(lái)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(chē)上。據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，汽車(chē)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(chē)中，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器有很大的發(fā)展。日本汽車(chē)轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占的比重越來(lái)越大，日本裝備不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的各類型汽車(chē)，采用不同類型轉(zhuǎn)向器，在公共汽車(chē)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(chē)上已經(jīng)被淘汰)。大、小型貨車(chē)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(chē)用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占 65％，齒條齒輪式占 35％。綜合上述對(duì)有關(guān)轉(zhuǎn)向器品種的使用分析，得出以下結(jié)論：循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，已成為當(dāng)今世界汽車(chē)上主要的兩種轉(zhuǎn)向器；而蝸輪蝸桿式轉(zhuǎn)向器和蝸桿銷式轉(zhuǎn)向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。在小客車(chē)上發(fā)展轉(zhuǎn)向器的觀點(diǎn)各異，美國(guó)和日本重點(diǎn)發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，比率都已達(dá)到或超過(guò) 90％；西歐則重點(diǎn)發(fā)展齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，比率超過(guò) 50％，法國(guó)已高達(dá) 95％。由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的種種優(yōu)點(diǎn)，在小型車(chē)上的應(yīng)用(包括小客車(chē)、小型貨車(chē)或客貨兩用車(chē))得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展；而大型車(chē)輛則以循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器為主要結(jié)構(gòu)。 3三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技1）正確設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，可以保證汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車(chē)輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車(chē)輪不應(yīng)有側(cè)滑。不滿足這項(xiàng)要求會(huì)加速輪胎磨損，并降低汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性。2）汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，在駕駛員松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)的條件下，轉(zhuǎn)向輪能自動(dòng)返回到直線行駛位置，并穩(wěn)定行駛。3）汽車(chē)在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪都不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤(pán)沒(méi)有擺動(dòng)。4）轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)使車(chē)輪產(chǎn)生的擺動(dòng)應(yīng)最小。5）保證汽車(chē)有較高的機(jī)動(dòng)性，具有迅速和小轉(zhuǎn)彎行駛能力。6）操縱輕便。7) 轉(zhuǎn)向輪碰撞到障礙物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤(pán)的反沖力要盡可能小。8) 轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調(diào)整機(jī)構(gòu)。9) 在車(chē)禍中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤(pán)由于車(chē)架或車(chē)身變形而共同后移時(shí)，轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。10) 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，保證轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。11）為了使汽車(chē)具有良好的機(jī)動(dòng)性能，必須使轉(zhuǎn)向輪有盡可能大的轉(zhuǎn)角，其最小轉(zhuǎn)彎半徑能達(dá)到汽車(chē)軸距的 2~2.5 倍。12）轎車(chē)轉(zhuǎn)向盤(pán)從中間位置轉(zhuǎn)到第一端的圈數(shù)不得超過(guò) 2.0 圈。四、 主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：[1] 關(guān)文達(dá).汽車(chē)構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.[2] 胡建軍，李彤.汽車(chē)轉(zhuǎn)向技術(shù)進(jìn)展分析[J].液壓與氣動(dòng)，2006.12.[3] 高建春，朱賢達(dá).齒輪式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)[J].上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003.1.[4] 新浪汽車(chē).淺談汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)[OL].http://www.sina.com.cn，2005.05.[5] 馮櫻.汽車(chē)電子控制式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展[J].湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2001.[6] 王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[7] 濮良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2001.[8] 姚明龍、王福林.車(chē)輛轉(zhuǎn)向梯形優(yōu)化設(shè)計(jì)及其求解方法的研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2007.5.[9] 黃鶴輝、陳晨.整體式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) MATLAB 程序[J].廣西機(jī)械.2002.4.[10] 申永勝.機(jī)械原理教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，1999.8.[11] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.[12] 畢大寧. 汽車(chē)轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：人民交通出版社,1998.[13] 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