578 重型自卸汽车设计（转向系及前桥设计）（全套CAD图+说明书+翻译）
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重型自卸汽车设计（转向系及前桥设计）
摘 要
汽车在行驶的过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓的汽车转向。汽车的转向系统是一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专用机构，本文的研究内容即是重型自卸汽车的转向系设计。
本文针对的是与非独立悬架相匹配的整体式两轮转向机构。利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识，首先对汽车总体参数进行设计，在此基础上，对转向器，转向传动机构进行选择，接着再对转向器和转向传动机构（主要是转向梯形）进行设计，最后，利用软件AUTOCAD完成转向梯形和转向器的设计图纸。
转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器，在对转向器的设计中，包括了螺杆—钢球—螺母传动副的设计和齿条—齿扇传动副的设计，前者是基于参照同类汽车，确定出钢球中心距，设计出一系列的尺寸，而后者则是根据汽车前轴的载荷来确定出齿扇模数，再由此设计出所有参数的。
转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形，本文在设计中借鉴同类汽车转向梯形设计的经验尺寸对转向梯形进行尺寸初选。再通过对转向内轮实际达到的最大偏转角时与转向外轮理想最大偏转角度的差值的检验，和作为一个四杆机构对其最小传动角的检验，来判定转向梯形的设计是否符合基本要求。
本文在消化，吸收，总结，归纳前人的成果上，系统、全面地对机械动力转向系进行理论分析，设计及优化。为重型自卸汽车转向系的设计开发提供了一种步骤简单的设计方法。
关键词：转向系，转向器，转向梯形
- 内容简介：
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大学毕业设计（论文）开题报告 （学生填表） 学院： 车辆与动力工程 2013 年 4 月 20 日 课题名称 重型自卸汽车设计（转向系及前桥设计） 学生姓名 专业班级 课题类型 毕业设计 指导教师 职称 课题来源 结合生产 1. 设计（或研究）的依据与意义 重型自卸汽车广泛服务于公路客货运输、工程建设、能源、矿山、林业和建筑等行业及现代化国防事业，在国民经济和社会发展中有着十分重要的地位和作用。在各基础产业部门的生产和社会活动中，通常要生 产很大的运量，因而需要使用大量重型自卸车辆。尤其是在特殊的作业环境下，重型自卸车更有其不可替代的作用。 转向系统是整车系统中必不可少的最基本的组成系统。 汽车在行驶过程中能按照驾驶员的操纵要求而适时地改变其行驶方向，并在受到路面传来的偶然冲击及汽车意外地偏离行驶方向时，能与行驶系统配合共同保持汽车继续稳定行驶。因此，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。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，它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。 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。就重型自卸车而言，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。 前桥是汽车上一个重要的总成件，主要包括转向节、转向主销、前轴等零部件，由于在汽车的行驶过程中，前桥所处的工作环境恶劣，工况复杂，其承受的载荷也多为交变载荷，从而其零部件易出现疲劳裂纹甚至断裂现象。这就要求其在结构设计上必须有足够的强度、刚度和抗疲劳破坏的能力。 车桥通过悬架与车架连接，支撑着汽车（拖拉机）大部分重量，并将车轮的牵引力或者制动力，以及侧向力经过悬架传给车架。 为了便于与不同悬架相配合，车桥分为整体式和断开式两种。按照使用功能划分，车桥又可分为转向桥、转向驱动桥、驱动 桥和支持桥。 2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 汽车工业做为我国重点发展的支柱产业，其前景相当广阔。目前汽车零部件的生产有一定的潜力，但大多数企业在产品研究，开发等环节存在一定的欠缺，尤其缺少产品的自主开发能力，不能适应系统配套，模块供货，难以参与国际分工。因此，在今后的发展中，我国企业应积极吸收国际汽车先进技术，不断完善自主体系，如制动系统，转向系统等，扩大该产业的产品品种，提高整体技术水平，增强技术开发能力，促使企业更快的发展，适应汽车行业全 球化趋势。由于国外汽车发展起步早，技术投入大，因此在技术上远远领先国内市场，当然也还有很多不足的地方，还需要改进，技术也还需要有所突破。 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。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的操纵设计显得尤为重要。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（ 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重型汽车的标准装备。 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. 熟悉和掌握重型自卸汽车转向系统的现状及其各大类型分类以及前桥设计； 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. 熟悉和掌握重型自卸汽车转向 系统及前桥的结构构造和工作原理； 4. 熟悉和掌握重型自卸汽车转向系统及前桥的功能特点和关键技术参量； 5. 分析和研究重型自卸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重型自卸汽车转向系统及前桥的结构组成、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重型自卸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，本方案在传统的机械转向系中增加助力转向装置，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。目前大部分轿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，且适用于循环球式转向器， 5. 实施计划 2 周 调研，搜集、分析资料，明确具体任务，制定方案，撰写开题报告； 2 周 完成转向系及前桥计算、布置草图； 3 周 完成转向系及
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