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1、大 学本科毕业设计（论文）开题报告题 目 某车型齿轮齿条式转向器的设计 系 部 名 称 XX系 专业班级 XX班 学生姓名 学 号 指 导 教 师 填表时间： 2017年1月3日设计（论文）题目某车型齿轮齿条式转向器的设计设计（论文）类型（ 划“” ）工程设计应用研究开发研究基础研究其它一、 本课题的研究背景和意义汽车在行驶过程中，经常需要改变行驶的方向，称为转向。轮式汽车行驶是通过转向轮(一般是前轮)相对于汽车纵向轴线偏转一定的角度来实现的。汽车转向系统是用于改变或保持汽车行驶方向的专用机构。其作用是使汽车在行驶过程中能按照驾驶员的操纵要求而适时地改变其行驶方向，并在受到路面传来的偶然冲击及
2、汽车意外偏离行驶方向时，能与行驶系统配合共同保持汽车继续稳定行驶。因此，转向系统的性能直接影响着操纵稳定性和安全性。按转向动力能源不同，汽车转向系统可分为机械式转向系统和动力转向系统两大类。机械式转向系统是以人的体力为转向能源的，其中所有的传力件都是机械的，它主要由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三部分组成。汽车转向器作为汽车转向系统的重要零部件，其性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性和可靠性。汽车动力转向系统是在机械转向系的基础上增设了一套转向加力装置所构成的转向系(如液压动力转向系统中的转向油罐、油泵、控制阀、动力缸等)，它兼用驾驶员的体力和发动机动力作为转向能源。在正常的情况下，汽车转
3、向所需的力大部分由发动机通过转向加力装置提供，只有一小部分由驾驶员提供。但在动力转向失效时，驾驶员仍能通过机械转向系统实现汽车的转向操纵。长期以来，汽车转向系统一直存在着“轻”与“灵”的矛盾。为缓和这一矛盾，过去人们常将转向器设计成可变速比，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，所以不能根本解决这一矛盾。随着动力转向系统的产生，液压动力转向系统(HPS)以其具有的转向操纵灵活、轻便，设计汽车时对转向器结构形式的选择灵活性增大，并可吸收路面对前轮产生的冲击等优点，自20世纪50年代以来，在各
4、国汽车上得到普遍采用。但传统的液压动力转向系统需消耗一定的能量，增加了汽车的燃油消耗量，液压动力转向系统所引起的燃油消耗量约占整车燃油消耗量的约30%。随着电子技术的发展，电子控制式机械液压动力转向系统(EHPS)应运而生，该系统在某些性能方面优于传统的液压动力转向系统，但仍然无法根除液压动力转向系统的固有缺憾。此外，传统液压动力转向系统在选定参数完成设计之后，转向系统的性能就确定了，不能再对其进行调节与控制。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。低速转向力小时，高速行驶时转向力往往过轻、“路感”差，甚至感觉汽车发“飘”，从而影响操纵稳定性;而按高速性能要求设计转向系统
5、时，低速时转向力往往过大。通过本次毕业设计，培养自己综合运用汽车设计、机械设计、材料力学、理论力学等课程中所学理论知识的能力；掌握汽车设计基本步骤，并了解汽车转向器设计过程中应注意的一些细节问题。系统性地掌握汽车设计知识，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，使自己学到的理论知识与生产实践进行一次结合，为今后适应工作岗位和创造性地开展工作打下坚实基础。着重地培养以下五个方面能力：1调查研究、中外文献检索、阅读与翻译的能力；2综合运用基础理论、专业理论和知识分析解决实际问题的能力；3查阅和使用专业设计手册的能力；4设计、计算与绘图的能力，包括使用计算机进行绘图的能力；5撰写设计说明书（论文
6、）的能力。二、 本课题的主要研究内容1.查阅相关文献，了解齿轮齿条转向器的结构，写出开题报告；2.选择、确定齿轮齿条转向的结构型式和主要参数；3.对主要零件进行强度校核； 4.绘制齿轮齿条转向的装配图、主要零部件图以及部分零件的三维图；5.撰写毕业设计说明书。三、 文献综述（国内外研究情况及其发展）转向系是用来保持或者改变汽车行使方向的机构，转向系统应准确，快速、平稳地响应驾驶员的转向指令，转向行使后或受到外界扰动时，在驾驶员松开方向盘的状态下，应保证汽车自动返回稳定的直线行使状态。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
7、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。汽车转向系统也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。转向器是转向系主要构成的关键零件，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向装置的结构也有很大变化。从目前使用的普遍程度来看，主要的转向器类型有4种：有蜗杆销式(WP型)、蜗杆滚轮式(WR型)、循环球式(BS型)、齿条齿轮式(RP型)。这四种转向器型式，已经被广泛使用在汽车上。据了解，在世界范围内，汽车循环球式转向器占45左右，齿条齿轮式转向器占40左右，蜗杆滚轮式转向器占10左右，其它型式的转向器占5。循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展。
8、日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大，日本装备不同类型发动机的各类型汽车，采用不同类型转向器，在公共汽车中使用的循环球式转向器，已由60年代的625，发展到现今的100了(蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经被淘汰)。大、小型货车大都采用循环球式转向器，但齿条齿轮式转向器也有所发展。微型货车用循环球式转向器占65，齿条齿轮式占 35。我国的转向器生产，除早期投产的解放牌汽车用蜗杆滚轮式转向器，东风汽车用蜗杆肖式转向器之外，其它大部分车型都采用循环球式结构，并都具有一定的生产经验。目前解放、东风也都在积极发展循环球式转向器，并已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器。由此看出，我国
9、的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展 在国外，循环球式转向器实现了专业化生产，同时以专业厂为主、大力进行试验和研究，大大提高了产品的产量和质量。在日本“精工”(NSK)公司的循环球式转向器就以成本低、质量好、产量大，逐步占领日本市场，并向全世界销售它的产品。德国ZF公司也作为一个大型转向器专业厂著称于世。它从1948年开始生产ZF型转向器，年产各种转向器200多万台。还有一些比较大的转向器生产厂，如美国德尔福公司SAGINAW分部；英国BURM#0；AN公司都是比较有名的专业厂家，都有很大的产量和销售面。专业化生产已成为一种趋势，只有走这条道路，才能使产品质量高、产量大、成本低，在市场上有
10、竞争力。 齿轮齿条式转向器和循环球式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器，比率都已达到或超过90；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器，比率超过50，法国已高达95。由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。循环球式转向器的优点：效率高，操纵轻便，有一条平滑的操纵力特性曲线，布置方便，特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用；易于传递驾驶员操纵信号；逆效率高
11、、回位好，与液压助力装置的动作配合得好。可以实现变速比的特性，满足了操纵轻便性的要求。中间位置转向力小、且经常使用，要求转向灵敏，因此希望中间位置附近速比小，以提高灵敏性。大角度转向位置转向阻力大，但使用次数少，因此希望大角度位置速比大一些，以减小转向力。由于循环球式转向器可实现变速比，应用正日益广泛。通过大量钢球的滚动接触来传递转向力，具有较大的强度和较好的耐磨性。并且该转向器可以被设计成具有等强度结构，这也是它应用广泛的原因之一。齿轮齿条式转向器的主要优点：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小；传动效率高达90%；齿轮与齿条之间因磨损出现间隙后，利用装在齿条背
12、部、靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧，能自动消除间隙，这不仅可以提高转向系统的刚度，还可以防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用体积小；制造成本低。四、 拟解决的关键问题1、转向器总体方案的确定；2、齿轮齿条转向器结构图的设计；3、部件装配图及零件图的设计；4、毕业说明书的编写。五、 研究思路和方法1、研究思路首先根据毕业设计课题明确设计任务，进行相关文献检索学习，了解转向器原理、功能以及国内外发展现状，理清设计思路和确定方向，拟定初步设计方案。，学习使用设计过程必备的绘图软件CAD。其次根据设计任务书给定参数和技术要求确定转向器总体方案、设计转向器系统。2、研究方法（1）利用本校的图书馆
13、文献资源进行文献检索；（2）向老师求教及参加各类实验实习；（3）理论与实践相结合，多动手，多思考。六、 本课题的进度安排月 查阅资料，撰写开题报告。确定设计方案，完成主要参数、性能和强度的校核计算；完成图纸的绘制和设计说明书的撰写；修改设计图纸和设计说明书，准备答辩；答辩七、 参考文献1 刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，20012 王望予.汽车设计M.北京：机械工业出版社，20003 李风平.机械图学M.沈阳：东北大学出版社 20034 陈家瑞.汽车构造M.下册.第三版.北京.人民交通出版社，20075 余志生.汽车理论M.第2版.北京:机械工业出版社，20086 钟建国 廖耘 刘宏
14、.汽车构造与驾驶M.长沙:中南大学出版社，20027 梁治明 材料力学M. 辽宁：高等教育出版社出版，20058 成大先 机械设计手册M.北京：化学工业出版社，20029 杨可桢 机械设计基础M.北京：高等教育出版社，200610 刘品 机械精度设计与检测基础M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，200711 李华敏 齿轮机构设计与应用M.北京：机械工业出版社，200712 张金柱 汽车工程专业英语M.北京：化学工业出版社，200513 龚培康，万沛霖，汽车电子转向系统。重庆工业管理学院，2005.10（4）14 卓敏等.汽车电动助力转向技术分析 J .机电工程技术, 200231( 5) 15 Nakayama T, Suda E. The Present and Future of Electric Power Steer2ing. Int . J1 of Vehicle Design , 1994 , 15 (3 , 4 , 5) : 243 - 254.16 Ken Rogers , William Kimberley. Turning Steering to Electric. Automo2tive Engineer , 2000 , 108 (2) : 39 - 41.指导教师意见指导教师（签名）： 年 月 日系（所）意见负责人（签章）：年 月 日
