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柴油动力微型客车转向系设计[3张CAD图纸和文档资料]

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关键词：: 3张CAD图纸和文档资料柴油动力微型客车转向设计 cad 图纸以及文档资料

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柴油动力微型客车设计（转向系设计）

摘要

　　　这次我们是进行微型客车的转向系统的设计，因为所设计的车辆较轻，而且尺寸比较小，空间布局紧凑，所以采用机械的转向系统。

　　　因为微型客车空间结构紧凑，且制造成本有限，所以要求微客的转向系统能够适应这些要求，因此它的转向系占用汽车的空间要小，占汽车整体质量的比重要竟可能的小，而且要耐用和便宜，并且同类转向系统市场占有率高，便于维修。因此我们综合以上因素考虑各类转向器的优缺点，最终鉴于齿轮齿条转向器构造简单，占用空间小，且质量轻，性能可靠，其传动效率高达90%,并且能够自动消除传动间隙，另外其广泛用于乘用车上。选

用的转向器的传动部件是齿轮和齿条。而且其比较适合用整体的液压助力。

　　　因为独立悬架已经相当普及，因此选用断开式的转向传动机构。

　　　本设计首先确定了齿轮齿条的齿形，而后确定了转向系的主要性能参数。之后对齿轮齿条的齿形、材料以及尺寸大小强度进行了计算以及强度校核。然后对标准件进行选择，并对转向传动机构和转向操纵机构进行设计。

关键词：微型客车，齿轮齿条式转向器，断开式转向梯形，液压助力，强度校核

DIESEL-POWERED MINI-BUS STEERING SYSTEM DESIGN

ABSTRACT

　　　This time we are performed minivan steering system design because the design of the vehicle is lighter, and the size is relatively small, compact space layout, so use mechanical steering system.

　　　Because the mini-bus compact space, and limited manufacturing costs, requires slightly off the steering system to adapt to these requirements, so it's steering the space occupied by the car to be small, accounting for the overall quality of the car more important than actually small as possible, but also to durable and inexpensive, and similar steering system market share, ease of maintenance. Therefore, we consider the advantages and disadvantages of various types of above factors steering the final view of the rack and pinion steering gear structure is simple, small footprint and light weight, reliable performance, the transmission efficiency of 90%, and can automatically eliminate drive space, additional It is widely used on passenger cars. Choose transmission components with the steering rack and pinion. And it more suitable for use as a whole hydraulic power.

　　　Because independent suspension has been quite popular, so choose Disconnect the steering mechanism.

　　　The design is first identified toothed rack and pinion, and then identified the main performance parameters of the steering system. After the toothed rack and pinion, material strength and size were calculated and the strength check. Then select standard parts, and the steering mechanism and steering mechanism design.

KEY WORDS: micro-buses, rack and pinion steering, disconnect steering trapezoid, hydraulic power, strength check

　　　前言 1

　　　一、设计转向系的目的与意义 1

　　　二、转向系统的类型 1

　　　三、汽车转向系统的国内外现状及发展趋势 3

　　　四、本课题研究的问题与研究方法 5

　　　第1章转向系设计要求及基本参数 7

　　　§1.1. 设计转向系的要求 7

　　　§1.2. 整车基本参数 7

　　　第2章机械式转向器方案分析 9

　　　§2.1. 转向器的分类及设计选择 9

　　　§2.2. 转向器输入输出形式选择 10

　　　§2.3. 齿轮齿形选择 11

　　　§2.4. 齿条形状选择 11

　　　§2.5. 齿轮齿条式转向器的布置形式 12

　　　第3章转向系主要性能参数 13

　　　§3.1. 转向轮侧偏角计算 13

　　　§3.2. 转向系传动比与计算载荷的确定 14

　　　§3.3. 转向器传动副的传动间隙 15

　　　第4章齿轮齿条的设计 16

　　　§4.1. 齿条的材料、参数、热处理方式 16

　　　§4.2. 计算许用应力的确定 16

　　　§4.3. 齿轮齿条的设计 17

　　　§4.3.1. 齿轮的设计 17

　　　§4.3.2. 齿条的设计 19

　　　§4.4. 齿轮齿条的强度校核 19

　　　§4.4.1. 齿轮齿面接触疲劳强度校核 19

　　　§4.4.2. 齿条的强度计算 20

　　　§4.5. 齿轮轴强度校核 21

　　　第5章其他零件的选择与润滑方式确定 26

　　　§5.1. 轴承的选择 26

　　　§5.2. 转向器润滑方式 26

　　　第6章转向传动机构的设计 29

　　　§6.1. 转向横拉杆 30

　　　§6.1.1. 横拉杆材料的确定 30

　　　§6.1.2. 横拉杆截面尺寸计算 30

　　　§6.1.3. 球头销选择 31

　　　§6.1.4. 球头销强度与耐磨性计算 33

　　　第7章转向操纵机构设计 34

　　　§7.1. 转向盘 34

　　　§7.2. 转向轴和转向柱管的结构设计 34

　　　§7.2.1. 转向轴上半轴计算 35

　　　§7.2.2. 转向轴下半轴（管）的设计计算 36

　　　第8章液压助力机构 37

　　　§8.1. 工作原理 37

　　　第9章结论 38

　　　参考文献 39

　　　致谢 40

前言

一、设计转向系的目的与意义

　　　在汽车运动过程中，驾驶人员能够通过一套传动机构改变改变汽车的前进方向，以符合自己的意志，这称之为汽车转向。在转向中用到的传动机构就是转向系统。汽车转向系统要能在汽车由于各种各样的原因的干扰下改变了汽车行驶方向的情况上，能够有效的按照操纵人员的想法纠正行进路线。

　　　一套优秀的转向系统能够大大降低乘务人员在车辆事故中的受伤程度，起到保护乘务人员的目的。

　　　除此之外一辆汽车的操纵舒适性也与转向系的设计有着不可分割的联系，在转向系的设计中要考虑到怎样减轻驾驶员的疲劳感，并要能及时通过转向系统反馈给驾驶人员程度合适的路感，以增加驾驶乐趣

现代汽车上转向系统是必不可很少的部分，它也是体验驾驶汽车乐趣的最主要工具。对转向系的设计能够帮助我们加深对转向系各类型、各零部件的认识了解，而且可以通过数据比对中的微小差距比较汽车性能之间的差异性

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内容简介：: 河南科技大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）学院：车辆与交通工程学院 2015年 3 月31 日课题名称柴油动力微型客车设计（转向系设计）学生姓名张峥耀专业班级车辆112课题类型工程设计指导教师林维职称副教授课题来源1. 设计（或研究）的依据与意义转向系统是整车系统中必不可少的最基本的组成系统。转向系统的性能直接影响着汽车的操纵稳定性和安全性，也是决定汽车主动安全性的关键总成。随着汽车工业的飞速发展以及人们对于舒适、安全性能要求的不断提高，对转向器的安全性及操作稳定性的要求也进一步提高。汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轿车而言，实现汽车转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定角度。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，即称为汽车转向系统。因此，汽车转向系的功用是，保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。按转向能源的不同，转向系可分为机械转向系和动力转向系。转向系以驾驶员的体力作为转向能源的转向系，叫机械转向系；兼用驾驶员体力和发动机的动力为转向能源的转向系叫动力转向系。传统的汽车转向系统是机械转向系，汽车的转向运动是由驾驶员操纵方向盘，通过转向器和一系列的杆件传递到转向车轮而实现的。机械式转向器形式可以分为：齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式，常用的是齿轮齿条式和循环球式。目前大部分低端微客采用的就是齿轮齿条式机械转向系统。但是，随着汽车工业的快速发展，汽车的时速也在快速提升。高速汽车转向时的阻力矩比普通汽车要大得多，单靠选用角传动比较大的转向器来提高机械转向系的传动效率，远不能满足转向轻便和行车安全的要求，机械转向系也很难兼顾操纵省力和灵敏两方面的要求。因此，助力转向系统应运而生，助力转向系的转向加力装置是以发动机输出的动力为能源来增大驾驶员操纵转向轮转向的力量，从而使操纵十分简单，同时选用传动比较小的转向器角传动比，还能满足转向灵敏的要求。目前已在各类各级汽车上获得广泛应用。本次设计通过分析转向器的功能要求，结合转向器的布置设计，比较各类型的转向器的优缺点设计一款转向器。根据一些指定的参数结合汽车设计和其他相关书籍中关于转向器的理论知识，给出了优化设计的目标函数和设计变量的选择范围，使设计出的转向器符合使用要求。并通过汽车转向器的设计，培养理论联系实际的设计思想，巩固和加强所学的专业知识，加强机械设计计算和编写技术文件等的基本功能，为以后从事汽车设计方面的工作奠定良好的基础。2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述作为汽车的一个重要组成部分，汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键总成，如何设计汽车的转向特性，使汽车具有良好的操纵性能，始终是各汽车生产厂家和科研机构的重要研究课题。汽车转向系统经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统3个基本发展阶段机械式的转向系统，采用纯粹的机械解决方案，为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘，因此占用的空间很大，整个机构显得比较笨拙，驾驶员负担较重，特别是重型汽车转向阻力较大，单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向，这就大大限制了其使用范围。但因结构简单、工作可靠、造价低廉，目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用。自1953 年通用汽车公司在凯迪莱克和别克轿车上首次批量使用液压动力转向系统（HPS）以来, 液压动力转向系统给汽车带来了巨大的变化:人不再需要靠大直径的转向盘来产生足够的转向力矩, 转向盘的减小, 使得驾驶室变得宽敞起来, 座椅布置也变得更为舒适了;液压动力转向系统在降低了转向操纵力的同时, 也使转向变得更为灵敏。随着技术的发展,液压动力转向系统在体积、价格和所消耗的功率等方面都取得了惊人的进步。今天,液压动力转向系统几乎成为销售汽车的标准装备。电动助力转向（EPS）在日本最先获得实际应用，1988年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统，并装在其生产的Cervo车上，随后又配备在Alto上。此后，电动助力转向技术得到迅速发展，其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。日本的大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司，美国的Delphi公司，英国的Lucas公司，德国的ZF公司，都研制出了各自的电动助力转向系统。电动助力转系系统的助力形式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展，并且其控制形式与功能也进一步加强。日本早期开发的EPS仅低速和停车时提供助力，高速时EPS将停止工作。新一代的EPS则不仅在低速和停车时提供助力，而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。随着电子技术的发展，EPS技术日趋完善，并且其成本大幅度降低，为此其应用范围将越来越大。汽车线控转向系统由方向盘模块、转向执行模块和主控制器3个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助模块组成。它是一种全新概念的转向系统，由于其取消了方向盘与转向车轮间的机械连接，通过软件协调它们之间的运动关系，可以实现一系列传统转向系统无法实现的特殊功能。汽车线控转向系统能够减轻驾驶员的负担、提高整车主动安全性，使汽车性能适应更多非职业驾驶员的需求，对广大消费者有着巨大的吸引力9。但是由于可靠性要求及制造成本较高，该系统距离普及仍有一段距离。3. 课题设计（或研究）的内容本毕业论文课题的研究内容主要包括： 1. 熟悉和掌握汽车转向系统的现状及其各大类型分类； 2. 比较研究各种汽车转向系统在实际汽车车型中的应用； 3. 熟悉和掌握汽车转向系统的结构构造和工作原理； 4. 熟悉和掌握汽车转向系统的功能特点和关键技术参量； 5. 分析和研究汽车转向系统在国产化设计、制造时的应注意的事项； 6. 分析未来汽车转向系统的发展新趋势总之，本设计的主要工作就是设计汽车转向系统的结构组成、功能特点和技术参量；通过大量的数据文献资料及实践调研得出汽车转向系统的实际应用。 4. 设计（或研究）方法为了提高驾驶舒适度，减驾驶员的负担，本方案采用液压助力转向系统，以减轻驾驶员的转向力。1、机械式转向器的选择机械式转向器常见的有齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。齿轮齿条式转向器利用齿轮齿条将方向盘的回转运动转换为横拉杆的直线运动，由于齿条可集成为横拉杆的一部分，固可省去转向直拉杆，使转向系结构，体积减小，所以本转向器采用齿轮齿条式结构。目前大部分客车转向系统也都采用该结构。2、布置方案的选择液压动力转向系中，根据机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者在转向装置中的布置和联接关系的不同，液压式动力转向装置分为整体式、组合式和分离式三种结构形式。整体式结构紧凑、占用空间少，且适用于齿轮齿条式转向器，加上由于微型客车空间限制，本设计选用整体式布置方法。5. 实施计划5周调研，搜索、分析资料。6周全组集体讨论，

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