汽车电动助力转向系统EPS设计
44页 14000字数+说明书+任务书+开题报告+外文翻译+4张CAD图纸【详情如下】
任务书.doc
外文翻译--汽车电动助力转向系统概述.doc
封面.doc
成绩评定表.doc
摇臂轴.dwg
方向盘.dwg
汽车电动助力转向系统EPS设计开题报告.doc
汽车电动助力转向系统EPS设计论文.doc
申报表正面.doc
转向操纵机构装配图.dwg
齿轮齿条转向器装配图.dwg
摘要
汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。
汽车电动助力转向系统是一种新型的汽车动力转向系统，与传统液压转向系统相比，采用电动机直接提供助力，具有多方面优越性。近年来已有很多中高档汽车配备了动力转向系统装置，EPS研究也成为汽车工业的热门课题之一，具有重要研究价值和巨大潜在应用前景。
在本文中重点进行齿轮齿条转向器的设计计算和对转向齿轮轴的校核，及转向传动机构的优化设计。主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程内容进行设计，并做了归纳和总结。
关键词 转向系统；电动助力转向系统；齿轮齿条转向器；优化设计
Abstract
The steering system can be divided into mechanical energy and power steering system.
Electric power steering system is a new type of vehicle power steering system, compared with traditional hydraulic steering systems, directly with the motor power, has many advantages. In recent years, many in the luxury car have been equipped with a power steering system device, EPS studies have become a hot topic in automotive industry, great research value and great potential applications.
This article focus on the design of the rack and pinion steering gear shaft calculation and verification, and optimization of steering linkage. The main methods and theories of experience with automotive design parameters and the university curriculum in mechanical design to design, and made and summarized.
Key words Steering System；Electric Power Steering ；
Rack and pinion steering；Optimization
目 录
摘要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1 汽车转向系统简介1
1.1.1 转向系的设计要求1
1.2 EPS的特点及发展现状2
1.2.1 EPS与其他系统比较2
1.2.2 EPS的特点2
1.2.3 EPS在国内外的应用状况3
1.3 本课题的研究意义4
第2章 电动助力转向系统的总体组成5
2.1 电动助力转向系统的机理及类型5
2.1.1 电动助力转向系统的机理5
2.1.2 电动助力转向系统的类型7
2.2 电动助力转向系统的关键部件9
2.2.1 扭矩传感器9
2.2.2 车速传感器9
2.2.3 电动机9
2.2.4 减速机构10
2.2.5 电子控制单元10
2.3 电动助力转向的助力特性11
第3章 电动助力转向系统的设计12
3.1 对动力转向机构的要求12
3.2 齿轮齿条转向器的设计与计算12
3.2.1 转向系计算载荷的确定13
3.2.2 齿轮齿条式转向器的设计14
3.2.3 齿轮齿条转向器转向横拉杆的运动分析22
3.2.4 齿轮齿条传动受力分析24
3.2.5 齿轮轴的强度校核24
第4章 转向传动机构的优化设计29
4.1 结构与布置29
4.2 用解析法求内、外轮转角关系30
4.3 转向传动机构的优化设计32
4.3.1 目标函数的建立32
4.3.2 设计变量与约束条件33
4.4 研究结论36
结论37
致谢39
参考文献40
1.1 汽车转向系统简介
汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。
转向系统作为汽车的一个重要组成部分，其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性、和行驶安全性。目前汽车转向技术主要有七大类：手动转向技术（MS）、液压助力转向技术（HPS）、电控液压助力转向技术（ECHPS）、电动助力转向技术（EPS）、四轮转向技术（4WS）、主动前轮转向技术（AFS）和线控转向技术（SBW）。转向系统市场上以HPS、ECHPS、EPS应用为主。电动助力转向具有节约燃料、有利于环境、可变力转向、易实现产品模块化等优点，是一项紧扣当今汽车发展主题的新技术，他是目前国内转向技术的研究热点。
1.1.1 转向系的设计要求
(1) 汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。
(2) 汽车转型行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。
(3) 汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生共振，转向盘没有摆动。
(4) 转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。
(5) 保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。
(6) 操纵轻便。
(7) 转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。
(8) 转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。
(9) 在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
(10) 进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。和安全性要求的进一步提高，代表着现代汽车转向系统的发展方向的EPS电动助力转向系统已被我国列为高新科技产业项目之一，国内各大院校、科研机构和企业在进行EPS技术的研究，也有少数供应商能批量提供转向轴式的EPS系统。但总的来讲目前国内EPS技术还不成熟；供应商所提供的EPS系统还未达到产品级的要求，且类型单一，还不能满足整车厂需要。据悉，自主品牌研发的EPS系统离产业化就差整车厂批量装车认可这一台阶了，相信很快就可以实现量产。EPS系统是未来动力转向系统的一个发展趋势。
1.3 本课题的研究意义
随着科技的发展和人们生活水平及环保意识的提高，汽车转向助力肯定会向更轻便、更节能、更安全的方向发展，而本课题正是沿着这个方向对汽车的转向系统进行了研究。现存的汽车，大部分都是传统液压助力转向系统，甚至没有助力转向系统，电动助力转向系统能提供比其更安全、更舒适的转向操控性和节能效果。本课题对该系统的进行了深入的研究，并将其应用于实践，这对于推动该系统的发展和最终的产品化应用，对于推动机械、传感器技术和电子器件制造等相关产业的发展，对于提高我国汽车电子化水平和加快转向系统产业化发展具有十分重要的意义。
在可预见的将来，电动助力转向系统在汽车领域必定会有广泛的应用。
本章小结
这一章介绍了现在应用的汽车转向技术，并对电动助力转向系统和液压助力转向系统进行了分析比较。还阐述了EPS的国内外发展状况。
参考文献
[1]王望予.汽车设计[M].第四版.机械工业出版社，2010
[2]郭新华.汽车构造[M].第二版.高等教育出版社，2008
[3]王黎钦，陈铁铭.机械设计 [M].第四版.哈尔滨工业大学出版社，2008
[4] 余志生，汽车理论. [M]第五版.机械工业出版社，2010
[5]王连明，宋宝玉.机械设计课程设计. [M]第四版.哈尔滨工业大学出版社，2010
[6]张昌华.电动助力转向系统的研究与设计. [M]武汉理工大学，2004
[7]李书龙.汽车电动助力转向系统的研究与开发. [M]东南大学，2004
[8]张镇锋.汽车电动助力转向器电控单元(ECU)的研究. 武汉理工大学，2007
[9]钱瑞明.汽车转向传动机构的类型分析与优化设计. [M].东南大学，2005
[10] Kim H.J. Control logic for an Electric Power Steering System Using Assist Motor[J].Mechatrorucs,2002,12:447-459
[11]Anthony J C.Correlation of electric power steering vibration to subtective ratings[D].SAEPaper NO.2000-01-0176,2000
[12]Ronald K.Jurgen.Autoomtive Electronnics Handbook[M].2nd Edition,1999
川公网安备: 51019002004831号