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1、本设计题目是乘用车液压助力转向系统的设计。通过在图书馆里查找有关乘用车转向 系统的原理与设计的书籍和资料，认真学习了相关的汽车知识，同时根据四年所学的机械 专业知识得以掌握设计的原理。所根据所给的汽车参数，把转向驱动桥作为发动机前置前 驱的乘用车转向系统的一部分，制定了相应的设计方案。以转向系统中的整体式齿轮齿条式转向器设计及校核为中心。首先本设计分析了研究 汽车转向系统的重要作用，并对国内外的发展情况做了一定了解研究，然后进行转向器的 总体设计，根据布置需要设计转向传动机构和转向操纵机构和根据助力要求选择设计液压 助力机构中的各个部件及校核。设计的最后为完成了转向驱动桥的总体设计，其中主要是
2、 主减速器和差速器的具体设计过程与相关校核。根据所计算设计选取的参数画出了转向系统的总转配图、转向器转配图、转向驱动桥 的装配图以及部分零件图。关键词：转向系统；液压助力；转向机构；转向驱动桥ABSTRACTThe title of topic is the design of passenger hydraulic power steering system. By finding relevant passenger car steering system theory and design of books and materials in the library, to serious
3、ly study the related automotive knowledge, at the same time, according to the mechanical professional knowledge learned in four years to master the principles of design. According to the parameters of the car, The steering axle is part of passenger car engine pre-precursor steering system, and makin
4、g a corresponding design.With integral steering system rack and pinion steering gear design and checking for the center. First, the topic is analysis of important role in the studying of the automotive steering systems, and the development of the situation at home and abroad to do some research to u
5、nderstand and then steering the overall design, layout need to be designed in accordance with the steering transmission and power steering mechanism in accordance with the requirements and select design hydraulic booster organization of the various components and check. The final design for the comp
6、letion of the overall design of the steering axle, which is mainly designed to process specific main gear box and differential associated with checking.According to the calculated design parameters chosen to draw a total turn steering system with maps, turn steering with maps, steering drive axle as
7、sembly drawings as well as some parts diagram .Key words: steering system ; hydraulic power ; steering mechanism ; steering drive axle1绪论1.1选题的背景及研究的意义21世纪是一个全新的纪元，社会中人们出于生活需要和追求，所以对汽车的需求量 也大幅度的增长了很多。当前，我国汽车产业正处于最好的快速发展期，对我国经济发展 起了极大的推动作用。汽车通过转向系统与驾驶人员相联系，作为汽车的重要部分，在汽 车与人相交互的时候起着不可代替的作用，其发展与汽车一样历经了长
8、时间的演变。在人们对汽车的速度与操纵性能要求越来越高的今天，传统的纯机械转向系统已经不 能够满足现代人们的需求，几乎已经被淘汰。而近年，我国汽车产量和保有量的增长，汽 车市场发展迅速，各种配置快速升级换代，转向系统也迅速发展着。在我国自主生产汽车 转向系统的行业中仍需要努力突破关键技术和提升质量品牌，同时这也是整个中国汽车零 部件行业需要去努力的地方。为了判断转向系统的优劣通常来把操纵人的驾驶感觉来作为一种标准的，而且要求汽 车在往前前行走的过程依然比较稳定。转向系统是直接与驾驶人员联系的部分，同时是任 何现代汽车不可或缺的基本组成部分之一，对减少交通事故和改善驾驶员的操纵条件有重 要作用。所
9、以为了设计操作简单、方便和安全的转向系统，成为设计者的追求。考虑到上述所分析的这种情形，本文对转向系统进行了设计研究，同时完成了乘用车 液压助力转向系统整体的设计。由于机械转向液压助力系统结构相对简单，易于在其基础 上改进和优化转向系统，本论文设计过程可为科研工程人员提供一定的设计过程。机械液 压助力转向系统工作可靠、造价较低，在人口众多的我国，符合现阶段汽车普及状况以及 大众的消费观念，可在操纵性能要求不高满足生活需求的车辆上使用。本文为提供给只带 液压系统的机械转向系统基本设计流程有一定重要意义。1.2汽车转向系统概述在汽车往前行进过程中，有时候根据操纵人员的意愿改变或维持往前行进的方向或
10、轨 迹，这种变化是通过偏转转向轮的机构来完成的。目前在市场购买的汽车中纯机械式工作 的转向系统使用已经很少了，市场目前常有看见的大多是带助力系统的转向机构，这样的 系统有液压助力和电动助力两种方式。但如今电动助力形式的转向系统（EPS）为目前国 外许多汽车市场和国内高端车型的标准配置，为市场非常主流的转向系统，受到市场的良 好反响。驾驶员发出一定的手力通过方向盘使车轮偏转一定角度的连接机构，即称为汽车转向 系统，如图1.1所示。图1.1汽车转向系统在两种不同的转向类型中，其中机械转向系统是通过纯物理的传力形式来改变车轮完 成转向的。这种转向系统通过人的作用力也就是驾驶员来改变相应操纵机构的运动
11、，所有 的动力都需要驾驶员来直接提供，所以驾驶员打起方向盘来会比较费力。动力转向系统是一种为了改善前进时转向系统的在驾驶员的操控下的技术操纵性能， 而增加一种更省力的助力机构的转向系统。转向助力装置通常最初是一套液压系统，由泵、 阀、油管、动力缸和储油罐等组成，现今也有不是液压助力系统的。液压助力原理为：当 驾驶员转动方向盘时，同时也把自己作用在方向盘上的受力传递到助力阀上使阀开启或者 关闭，产生液压助力推动力缸活塞运动，从而使转向更省力。除了上述两种类型的转向系统外，还有比较先进的大多在很高端的车型上使用的前轮 主动转向（AFS），以及很少见到的四轮转向（4WS）等形式，这些转向系统目前还很
12、少在 大众市场上使用。1.3国内外研究现状转向技术起源于汽车诞生，随着汽车技术的发展而发展进步。1.3.1国外研究现状国外的研究水平较高，对于转向系统技术的研究一直处于非常领先的地位，并且已经 在研究线控转向系统（SBW）。以前最初的转向系统动力完全靠驾驶员来产生，为了改善 操控安全等条件人们才发明制造了助力系统。最开始使用液压助力技术在汽车转向上的 是通用汽车公司，也只是在最初的机械人力操纵式的转向系统上加了非常传统的液压控制 形式系统。汽车电子技术的不断进步发展也推动了转向系统助力形式的改善进步，在1983年， 带电控系统的液压助力转向系统（EHPS）也已经被设计生产出来用在一些车型上面。
13、最 初的纯机械液压助力系统也有开始有很大的进步发展，一般有两种形式：伺服和磁力可变 转向系统。这两种转向系统都是以发动机为动力源的，区别是增加了电控单元和先进的电 磁阀技术，且依然具有传统机械液压助力系统高负载力和高稳定力的优势特点。然后之后又发明制造了完全不同的助力形式，即电动助力转向系统（EPS）。日本最先实际把这种 转向系统应用于市场。但是当时的技术还不成熟，没有达到大规模广泛应用的条件，所以 只是一部分微车和轿车上使用。之后，日本有名的汽车和汽车配件公司如富士重工等都有 使用电动助力系统在生产的车型上。其他国外的公司也独立的开发了自己的EPS，如美国 的Delphi公司和世界著名的零部
14、件公司德国ZF公司。电动助力转向系统是21世纪新技 术的结合体，其助力方式依靠电子控制的电动机提供动力。如今，EPS技术在很多汽车上 已经是标准配置，具有能耗低、结构紧凑易于布置等优点。如今，EPS有三种转向器形式 如图1.2所示。转向柱 电机中间轴转向器C转向柱助力式转向器ECU转向柱ECU电机中间轴转向器卩齿轮助力式转向器巧齿条助力式转向器伺服电机ECU转向扭矩輪入端 扭矩传感器图1.2 EPS的三种形式不过，而受车载蓄电池的限制，EPS电机功率不能太大，因此EPS在商用车上的应用 受到限制。对于如今各种各样的汽车驾驶人，转向系统应使用起来简单利于人们操控。在这种需 求的情况下，德国的Ka
15、sse Mann等人设计了一种只有用电线来连接方向盘和转向轮完全 不同概念的转向系统。不过，而到目前为止，由于技术原因和发展条件的限制，还没有生 产出可以推广市场面向实际大众使用的产品。1.3.2国内研究现状在我国，发展起来很快是机械液压助力转向系统（HPS），由于HPS技术经过很多年 的发展改善已经非常成熟，结构很简单，也比较容易掌握制造。江门兴江转向器有限公司 在2007年研制开发了国内第一台电控液压转向器，在汽车上使用这种转向器的助力转向 系统相当于国外产生的伺服式液压助力转向系统。相对于现在比较流行的EPS转向系统， 大多核心技术大从国外引进，只有少部分自主品牌企业有生产。但随着国家的
16、投入加大和 各自主汽车企业的努力，目前国内已经有自主生产EPS的企业。在自主品牌车上也有配置XXXX学XXX届本科生毕业设计 第4页 EPS转向系统的车型如奇瑞A3、吉利美人豹等高配款。在国内，2008年，研制了具有知 识产权的P-EPS是株洲易力达机电有限公司。随着技术的独立自主和成熟发展，我国的自 主生产的EPS将在自主品牌车上大大推广而普遍使用。对于国外走着前面的线控转向系统，我国还没有什么实际应用目前尚处于理论开发时 期。要开发拥有自主知识产权并且应用的线控转向系统，还需投入大量资源去进行研究。1.2.3本设计的主要内容本设计主要通过给定一种乘用车的基本参数下，以汽车转向系为中心，主要分为三大 部分：转向系统的转向器、液压转向助力系统及转向驱动桥。其中转向器主要进行选择、 设计及校核；液压转向助力系统配套转向器进行选择设计；转向驱动桥中主要有驱动主减 速器的设计和使
