CL02-058@转向柱式电动助力转向系统设计
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机械毕业设计全套
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CL02-058@转向柱式电动助力转向系统设计,机械毕业设计全套
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毕业设计（论文） 开题报告 设计（论文）题目 : 转向柱式电动助力转向系统设计 院 系 名 称 : 汽车与交通 工程 学院 专 业 班 级 : 车辆 07-6 班 学 生 姓 名 : 李东辉 导 师 姓 名 : 安永东 开 题 时 间 : 2011 年 2 月 28 日 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 nts 开题报告撰写要求 一、“开题报告”参考提纲 1. 课题研究 目的 和意义 ； 2. 文献综述（ 课题研究 现状 及分析 ） ； 3. 基本内容 、 拟解决的主要问题 ； 4. 技术路线 或研究方法 ； 5. 进度安排 ； 6. 主要参考文献。 二、“开题报告” 撰写规范 请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范 要求 。 字数 应在 4000 字 以上 ， 文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 nts 毕业 设计（论文） 开题报告 学生姓名 李东辉 系部 汽车工程系 专业、班级 车辆工程 07-6 班 指导教师姓名 安永东 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是否 题目名称 转向柱式电动助力转向系统设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 1、 研究现状 1988 年 2 月日本铃木公司 首次在其 Cervo 车上装备 EPS , 随后还用在了其 Alto 车上。在此之后 , 电动助力转向技术如雨后春笋般得到迅速发展。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 汽车系统公司、 TRW公 司 , 德国的 ZF 公司 , 都 相继研制出各自的 EPS。 比如 : 大发汽车公司在其 Mi2ra 车上装备了 EPS , 三菱汽车公司则在其 Minica 车上装备了 EPS ; 本田汽车公司的 Accord 车目前已经选装 EPS , S2000 轿车的动力转向也将倾向于选择 EPS ;Delphi 汽车系统公司已经为大众的 Polo 、欧宝的 318i 以及菲亚特的 Punto 开发出 EPS 。 TRW 从 1998 年开始 , 便投入了大量人力、物力和财力用于 EPS 的开发。他们最初针对客车开发出转向柱助力式 EPS , 如今小齿轮助力式 EPS 开发也已获成功。 1999 年 3 月 , 他们的 EPS 已经装备在轿车上 , 如 Ford Fiesta 和 Mazda 323F 等 。 Mercedes OBenz 和 Siemens Automotive 两大公司共同投资 6 500 万英镑用于开发 EPS , 他们的目标是到 2002 年装车 , 年产 300 万套 , 成为全球EPS 制造商。他们计划开发出适用于汽 车前桥负荷超过 1200kg 的 EPS，因此货车也将可能成为 EPS的装备目标。而 我国在 2002 年才开始研制开发汽车 EPS 产品 , 目前已经知道的有 13 家 企业和科研院校正在研制中。其中南摩股份有限公司 ( 生产转向柱式的 EPS 产品 ) 在 2003 年开始进入小批量生产阶段 , 其 他厂家和科研院校均在开发阶段中。 经过 20 几年的发展 , EPS 技术日趋完善。其应用范围已经从最初的微型轿车向更大型轿车和商用客车方向发展 , 如本田的 Accord 和菲亚特的 Punto 等中型轿车已经安装 EPS ,本田甚至还在其Acura NSX赛车上装备了 EPS 。 EPS 的助力型式也从低速范围助力型向全速范围力型发展 , 并且其控制形式与功能也进一步加强。日本早期的 EPS 仅仅在低速 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。如铃木公司装备在 Wagon R + 车上的 EPS 是一个负载 -路面 -车速感应型助力转向系统 。 由 Delphi 为 Punto 车开发的 EPS 属全速范围助力型 , 并且首次设置了两个开关 , 其中一个用于郊区 , 另一个用于市区和停车。当车速大于 70km/ h 后 , 这两种开关设置的程序则是一样的 , 以保证汽车在高速时有合适的路感。这样即使汽车行驶到高速公路时驾驶员忘记切换开关也不会发 生危险。市区型开关还与油门相关 ,使得在踩油门加速和松油门减速时 , 转向更平滑。 随着直流电机性能的改进 , EPS 助力能力的提高 , 其应用范围将进一步拓宽 , 现在 3 升级的运动型跑车也有安装 EPS。 EPS 代表未来动力转向技术的发展方向 , 将作为标准件装备到汽车上 , 并将在动力转向领域占据主导地位。据 TRW公司预测 , 到2010 年全世界生产的每 3 辆轿车中就有 1 辆装备 EPS。特别是低排放汽车 (LEV) 、混合动力汽车(HEV) 、燃料电池汽车 ( FCEV) 、电动汽车 (EV) 四大 EV 汽车将构成未来汽车 发展的主 体， 这给 EPS 带来了更加广阔的应用前景。 尽管 EPS 已达到了其最初的设计目的 , 但仍然存在一些问题需要解决 , 其中 , 进一步改善电动机的性能是关键问题。因为电动机的性能是影响控制系统性能的主要因素 , 电动机本身的性能及其与电动助力转向系统的匹配都将影响到转向操纵力、转向路感等问题。概括地说 , 电动助力转向技术的发展方向主要为 : 改进控制系统性能和降低控制系统的制造成本。只有进一步改进控制系统性能 , 才nts 能满足更高档轿车的使用要求。另外 , EPS 的控制信号将不再仅仅依靠车速与扭矩 , 而是根据转向角 、转向速度、横向加速度、前轴重力等多种信号进行与汽车特性相吻合的综合控制 , 以获得更好的转向路感。未来的 EPS 将朝着电子四轮转向的方向发展 , 并与电子悬架统一协调 控制。 2、 目的 、 依据 和意义 随着汽车行业的蓬勃发展，人们对于汽车功能的要求变得越来越高， EPS系统也迎来了巨大的市场需求，许多厂商都以 EPS系统作为一个卖点 ，来吸引顾客买车 。 所谓电动转向 ( EPS) , 就是在机械转向系统中 ,用电池作为能源 , 电动机为动力 , 以转向盘的转速和转矩以及车速为输入信号 , 通过电子控制装置 , 协助人力转向 , 并获得最佳转向力特性的伺服系统。 EPS汽车转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性 , 对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。特别是 EPS用电动机直接提供助力，助力大小由电子控制单元（ ECU）控制。 它能在 汽车低速行驶转向时减轻转向力使转向轻便、灵活 ; 在汽车高速行驶转向时 , 适当加重转向力 , 从而提高了高速行驶时的操纵稳定性 , 增强了路感 。不仅如此 ,EPS的能耗是 HPS能耗的 1 /3以下 , 且前者比后者使整车油耗下降可达 3% - 5%, 因而 , 它 能节约燃料，提高主动安全性，且有利于环保。 二、 设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1、 研究的 基本 内容 （ 1） 分析转向柱式电动助力转向系统的结构形式及工作原理。 （ 2） 分析助力电机与电磁离合器的工作原理，选取合适的助力电机和电磁离合器。 （ 3）分析减速机构蜗 轮蜗杆式的工作原理 ，确定具体的参数。 （ 4） 齿轮齿条式转向器的设计。 （ 5）联轴器的选择。 （ 6）扭转传感器的选择。 2、 拟解决的主要问题 （ 1） 利用 Autocad 完成蜗 轮蜗杆与转向器装配图的绘制。 （ 2） 利用强度校核公式对蜗 轮蜗杆及转向器各部件进行校核，确保符合实际应用。 （ 3）绘制助力系统分布图。 （ 4） 确定蜗杆相对蜗 轮的布置方式。 nts 三、 技术路线（研究方法） 助力电机的选择 电磁离合器的选择 扭转传感器 的选择择选择 减速机构设计 转向器设计 撰写设计说明书 蜗杆轴径向、轴向尺寸确定 蜗轮轴径向、轴向尺寸确定 调研、收集资料及总体方案论证 分析转向柱式电动助力转向器内部结构及工作原理 nts 四 、进度安排 （ 1）调研、资料收集，完成开题报告 第 4 周（ 3 月 24 日 3 月 30 日） （ 2）助力电动机、电磁离合器、扭转传感器的选择 第 4 5 周（ 3 月 21 4 月 1 日） （ 3）减速机构的设计及校核 第 5 7 周 （ 4 月 1 日 4 月 19 日） （ 4）转向器的设计第 8 12 周（ 4 月 20 5 月 24 日） （ 5）撰写说明书第 13 14 周（ 5 月 25 6 月 7 日） （ 6）设计审核、修改 第 15、 16 周（ 6 月 9 日 6 月 22 日） （ 7）毕业设计答辩准备及答辩 第 17 周（ 6 月 23 日 6 月 29 日） 五 、 参考文献 1冯樱等 .电子控制式电动助力转向系统的开发前景 J.汽车科技 ,2001(3) : 4- 6. 2卓敏等 .汽车电动助力转向技术分析 J.机电工程技术 ,200231(5):17- 19. 3 NakayamaT,Suda E.The Present and Future of Electric Power Steer2. ing.Int.J1 of Vehicle Design,1994, 15(3,4,5): 243 - 254. 4Ken Rogers , William Kimberley. Turning Steering to Electric. Automo2. tive Engineer , 2000 , 108 (2) : 39 - 41. 5Kami Buchholz.TRW Demonstrates Electrically Powered Steering and Active Roll Control . Automotive Engineer , 1996 , 104 (12) : 42. 6林逸，施国标 .汽车电动助力转向技术的发展现状和趋势 .公路交通科技， 2006.18（ 3） . 7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） . 8杨通顺 ZF 电子助力转向器，汽车与配件 2005.4. 9王望予 .汽车设计 M.北京：机械工业出版社， 2004： 78-111. 10马秋生 .机械设计基础 M.北京：机械工业出版社， 2003： 150-221. 11周松鹤 .工程力学 M.北京：机械工业出版社， 2005
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