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1、某乘用车齿条助力式转向某乘用车齿条助力式转向系统设计系统设计答辩人：导 师：目录页目录页contents0101绪论及原理分析绪论及原理分析0202结构参数设计结构参数设计0303转向梯形的优化设计转向梯形的优化设计0404三维建模和有限元分析三维建模和有限元分析1、绪论和原理分析和原理分析12将EPS和其他系统比较，介绍了EPS的特点，并从国内研究现状和国外研究现状两部分阐述EPS的研究现状。阐述了本课题研究的目的和意义，旨在尝试通过对齿条助力式转向系统的设计，弥补常规转向系统在结构和性能上的不足，达到更好的转向效果。-研究的目的和意义-国内外研究现状1、绪论和原理分析和原理分析3（1）对转
2、向系统进行设计计算。对转向系方案进行选择，确定转向系的主要参 数， 对主要部件进行结构设计。（2）对转向梯形进行优化设计。对转向梯形数学模型进行推导，分析理想的左右转向轮转角关系和实际的左右转向轮转角的关系，用Matlab对转向梯形进行优化，给出优化结果，并做验证分析。 （3）用CATIA建立齿条助力式转向系统完整的三维实体模型。（4）基于ANSYS对转向节进行有限元分析。 （5）绘制齿条助力式转向系统完整的工程图,包括转向传动机构装配图、转向操纵机构装配图及重要部件零件图。-本文主要内容1、绪论和原理分析和原理分析4-电动助力转向机构示意图1、绪论和原理分析和原理分析5-电动助力转向系统的车
3、速感应型助力特性当车速Va=0时，相当于汽车在原地转向，助力特性曲线的位置居其他各条曲线之上，助力强度达到最大。随着车速Va不断升高，助力特性曲线的位置也逐渐降低，直至车速Va达到最高车速Vamax为止，此时的助力强度已为最小，而路感强度达到最大。目录页目录页contents0101绪论及原理分析绪论及原理分析0202结构参数设计结构参数设计0303转向梯形的优化设计转向梯形的优化设计0404三维建模和有限元分析三维建模和有限元分析2、结构参数构参数设计序号序号参数名称参数名称数值数值序号序号参数名称参数名称数值数值1总质量（kg）20905轮胎215/60R162轮距（mm）15906轮胎压
4、力（MPa）0.183轴距（mm）28007最小转弯半径57004方向盘直径（mm）3508转向轴负荷（N）7650 在对整车转向系统分析之前，首先根据本田雅阁汽车参数，整理出目标车辆的整车参数。2、结构参数构参数设计 齿轮齿条转向器的四种输出形式：根据四种形式的齿轮齿条转向器的特点，本设计采用图b所示的侧面输入，两端输出的形式。2、结构参数构参数设计转向系计算载荷的确定序号序号参数名称参数名称数值数值序号序号参数名称参数名称数值数值1阻力矩（Nmm）340805.15轮胎直径（mm）5402转向盘手力（N）122.26横拉杆直径（mm）153轮辋直径（mm）406.47齿轮轴直径(mm)30
5、4梯形臂长度（mm）1508转向器角传动比18经过计算，选择转向传动机构的初选参数：2、结构参数构参数设计齿条的设计经过计算，得出齿条的尺寸设计参数：序号项目尺寸参数( )1总长7302直径253齿数204法向模数32、结构参数构参数设计齿条的二维图2、结构参数构参数设计齿轮轴的设计经过计算，得出齿轮轴的尺寸设计参数：序号项目尺寸参数(mm)1总长1202齿宽353齿数74法向模数35螺旋角 206螺旋方向左旋2、结构参数构参数设计齿轮轴的二维图2、结构参数构参数设计转向横拉杆及其端部的二维图根据参考车型的参数，得出转向横拉杆及其端部的尺寸，并进行结构设计，其二维图如图所示：2、结构参数构参数
6、设计齿条调整装置根据参考车型的参数，得到齿条调整装置的齿条导向座、弹簧、调节螺塞和锁紧螺母的参数，并进行结构设计，其二维图如图所示：目录页目录页contents0101绪论及原理分析绪论及原理分析0202结构参数设计结构参数设计0303转向梯形的优化设计转向梯形的优化设计0404三维建模和有限元分析三维建模和有限元分析3、转向梯形的向梯形的优化化设计用Matlab对转向梯形进行优化设计，优化前后汽车内外轮转角关系如下图所示。优化前3、转向梯形的向梯形的优化化设计用Matlab对转向梯形进行优化设计，优化前后汽车内外轮转角关系如下图所示。优化后目录页目录页contents0101绪论及原理分析绪
7、论及原理分析0202结构参数设计结构参数设计0303转向梯形的优化设计转向梯形的优化设计0404三维建模和有限元分析三维建模和有限元分析4、三、三维实体建模及有限元分析体建模及有限元分析 根据转向传动方案的选取、尺寸结构的计算及参考车型的参数，绘制了齿条助力式转向系统三维图：转向系统总装配图4、三、三维实体建模及有限元分析体建模及有限元分析 根据转向传动方案的选取、尺寸结构的计算及参考车型的参数，绘制了齿条助力式转向系统三维图：转向传动机构4、三、三维实体建模及有限元分析体建模及有限元分析 根据转向传动方案的选取、尺寸结构的计算及参考车型的参数，绘制了齿条助力式转向系统三维图：转向操纵机构4、
8、三、三维实体建模及有限元分析体建模及有限元分析 将转向节导入到ANSYS软件中，对转向节在越不平路面、紧急制动和侧滑三种危险工况下进行有限元分析：越不平路面变形图越不平路面应力图4、三、三维实体建模及有限元分析体建模及有限元分析 将转向节导入到ANSYS软件中，对转向节在越不平路面、紧急制动和侧滑三种危险工况下进行有限元分析：越不平路面变形图越不平路面应力图4、三、三维实体建模及有限元分析体建模及有限元分析 紧急制动工况下紧急制动变形图紧急制动应力图4、三、三维实体建模及有限元分析体建模及有限元分析 侧滑工况下侧滑变形图侧滑应力图4、三、三维实体建模及有限元分析体建模及有限元分析有限元结果分析有限元结果分析 经过对转向节在越不平路面、紧急制动和侧滑三种危险工况下进行有限元分析，结果表明转向节在三种危险工况下的变形均很小，在许用范围内。而应力均小于许用应力394MPa，所以转向节的结构设计符合要求。6、致、致谢谢谢！谢谢！
