资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共36页)
编号：205705280
类型：共享资源
大小：3.98MB
格式：ZIP
上传时间：2022-03-22
上传人：好资料QQ****51605
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
45
积分
- 关 键 词：
-
基于
汽车
转向
系统
设计
CAD
图纸
- 资源描述：
-
喜欢这套资料就充值下载吧。资源目录里展示的都可在线预览哦。下载后都有，请放心下载，文件全都包含在内，图纸为CAD格式可编辑，有疑问咨询QQ:414951605 或 1304139763
- 内容简介：
-
本科毕业学士学位论文（设计）论文题目 奥拓SC7801微型汽车转向系统设计 (英文题目)Steering system design of aotuo SC7801 mini car 学生姓名 XXXXXX 学 号 XXXXXXXXXXXXX 专 业 车辆工程 年 级 2016级 指导教师 XXXXXX 二级学院 智能制造与车辆工程学院 二二年三月XXXXXXXXXX学士学位论文（论文）奥拓SC7801微型汽车转向系统设计摘要基于奥拓汽车的总体数据对转向系统进行设计。转向系统作为驾驶员直接操控汽车行驶的系统，它的设计时非常重要，关系到行车安全和驾驶舒适性。微型车的空间紧凑，对于转向器的布置极为严格，本次设计以即不占腿部空间又操作轻便为目的，首先进行调查研究，对微型车现有转向系统的结构形式进行研究，然后再综合性能提出自己的设计方案。为了转动轻便，采用电动助力式转向系统；为了不占腿部空间，采用齿条助力式转向机构。确定方案之后对转向系统进行总体设计，然后计算主要参数，通过计算确定传动比，对转向器的齿轮和齿条进行设计，最后进行校核。设计完成后，利用制图软件画出设计图。 关键词：奥拓；转向系统；方案设计；校核Steering system design of aotuo SC7801 mini carAbstractThe steering system is designed based on the overall data of alto automobile. As a system in which the driver directly controls the car, steering system is very important in its design, which is related to the driving safety and driving comfort. The compact space of the mini car, the layout of the steering gear is very strict, the design is not to occupy the leg space and the purpose of light operation, the first research, the existing steering system structure of the mini car research, and then comprehensive performance of their own design. In order to rotate easily, the electric power assisted steering system is adopted. In order not to occupy leg space, rack - assisted steering mechanism is used. After the scheme is determined, the overall design of the steering system is carried out, then the main parameters are calculated, the transmission ratio is determined through calculation, the gear and rack of the steering gear are designed, and the final check is made. After the design is completed, the drawing software is used to draw the design drawing.Key words: aotuo; Steering system; Program design; check目录中文摘要I英文摘要1 绪论11.1 研究的背景及意义11.2 国内外发展现状11.2.1 国内现状11.2.2 国外现状11.3 主要研究内容12 文献综述与理论基础32.1文献综述32.2 汽车转向系统的理论基础32.3 汽车转向系统的组成与分类32.4 转向系统的方案选择42.4.1 设计参数的选择42.4.2 转向系统的方案选择42.4.3 转向器的方案选择52.4.4 电动助力转向机构布置方案选择52.4.5 转向梯形的方案选择62.4.6 方向盘转动总圈数的选择62.5电动助力系统方案选择72.5.1 电机类型的选择72.5.2 电磁离合器的选择72.5.3 减速机构的选择73 微型汽车转向系统的总体设计93.1 微型汽车转向系统的总体布置93.1.1 操纵机构93.1.2 转向传动机构93.1.3 电动控制单元103.1.3 转向梯形的布置113.2 微型汽车转向系统主要参数确定113.2.1 转向梯形的计算123.2.2 主销偏移距123.2.3 前轮转角133.2.4转向阻力矩的计算133.2.5 转向传动比的计算144 转向器的计算164.1 转向器的主要参数选择164.2 转向器行程的计算164.3 齿轮齿条的计算174.3.1 齿数的计算174.3.2 材料的选择184.3.3 齿轮、齿条的几何尺寸计算184.4 齿轮、齿条的强度校核194.4.1 接触疲劳强度校核194.4.2 弯曲疲劳强度校核205 转向传动机构和操纵机构的设计225.1 转向梯形臂的设计225.1.1转向梯形臂的材料及许用应力225.1.2 转向梯形臂最小半径225.2 转向横拉杆225.2.1材料的选择和许用应力235.2.2截面几何尺寸236 电动助力的控制256.1 助力控制256.2 阻尼控制256.4 回正控制26结论27参考文献28致 谢30IV四川工业科技学院学士学位论文（论文）IXXXXXXXX学士学位论文1 绪论1.1 研究的背景及意义随着国民经济的高速发展，有车一族逐渐增多，有的家庭已经拥有两辆及两辆以上的汽车，汽车在21世纪已经成为人们交通出行的必备品。但是，随着汽车保有量的增多，交通拥堵已经十分常见，所以人们对于微型车又开始重视起来。当然国家出台新的排放标准和人们对于低油耗的追求也是十分利于微型车的发展。人们对于汽车的追求已经不止停留在代步工具，对于汽车的舒适性、安全性的要求也比较高1，转向系统作为汽车重要组成部件，既要影响舒适又要影响安全。转向系统作为驾驶员直接操控汽车行驶的结构，如果转向系统匹配不合格，那么汽车将不会按照驾驶员的想法行驶，影响行车的安全性和舒适性。转向系统传动机构的传动比和汽车的匹配程度对于汽车安全性和舒适性非常重要。1.2 国内外发展现状1.2.1 国内现状目前，我国微型车主要有夏利、奥拓、奇瑞、比亚迪、长安、云雀及五菱牌微型轿车等。截至2018年国内市场上有140余家转向系统零部件生产厂商，专业生产转向器的厂商有30余家，年产量达20万台以上的厂商有10余家2。现在运用于汽车的转向技术主要包括七类：手动转向技术（MS），操控不灵敏，现在已经不常用；液压动力转向技术（HPS），技术成熟，现在主要用于商用车、需要占用发动机动力；电控液压助力转向技术（ECHPS）技术，广泛适用于乘用车；电控电动助力转向技术（EPS），由于更加环保节能，新出乘用车型基本已采用这种转向技术。四轮转向技术（4WS），转弯半径小，但是由于成本较高，只有少数车型采用；前轮主动转向技术（AFS），我国的技术还不成熟，运用于高端汽车；线控技术（SBW）,通常和AFS结合使用。其中HPS和EPS在我国市场广泛应用。AFS和SBW由于其节能环保、更加智能，是汽车转向以后的发展趋势。1.2.2 国外现状在国外，电动助力转向系统是日本铃木最早应用，当时我国的汽车水平不高，近年来，汽车的大部分使用的是电动助力转向器，这种结构节省能源，效果很不错。电动助力转向系统一般是电动助力装置搭配机械式转向器，在世界上使用最多的是循环球式转向器，占45左右，其次是齿条齿轮式转向器占40左右，其它类型则不常见。1.3 主要研究内容根据设计任务书，查找资料，选定设计所需参数对转向系统进行设计。设计的主要内容包括：查阅资料，对转向系统原理及国内外研究现状进行分析；选择转向系统的结构形式，拟定转向系统的传动结构方案并进行选择；转向系统总体结构设计，对转向系统结构进行分析，计算转向系统所需参数；转向器的传动比确定，并确定传动机构的结构形式并进行校核；主要零部件的设计，并画出二维零件图，最后做出总结。2 文献综述与理论基础2.1文献综述本次设计主要是针对微型车的转向系统进行设计，拿到这个题目后就开始查阅相关资料，对于微型车以及转向器的国内外发展现状进行研究。通过中国知网、学位论文全文数据库等资料库收集相关资料，并进入图书馆对设计关于转向系统设计的书籍进行查看学习。通过查阅资料，对微型车转向系统存在的问题进行解决。转向系统的设计和布置对于汽车的性能有很大的影响，具体表现在对于汽车的安全性、舒适性、可靠和耐久性以及车辆行驶的操作性的影响，由此得出转向系统的设计对于汽车的发展有着至关重要的作用3。2.2 汽车转向系统的理论基础本文的理论基础主要是建立在汽车设计第四版的基础上，尤其体现在 转向系统主要参数的选择，以及转向器的设计计算和强度校核计算上。 本设计的全部理论基础均满足相关标准。标准如下： GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件 GB/T 51791985 汽车转向系术语和定义 GB/T 286742012 汽车零部件再制造产品技术规范 转向器 QC/T 5632014 汽车转向盘技术要求及试验方法 QC/T 6492013汽车转向操纵机构性能要求及试验方法 QC/T 290972014 汽车转向器总成技术要求 QC/T 522-1999 汽车转向拉杆总成 技术条件 QC/T 648-2000 汽车转向拉杆总成性能要求及试验方法 2.3 汽车转向系统的组成与分类汽车转向系统的作用是保证汽车按照驾驶员的意愿在直线或转向方向上行驶，以确保方向盘具有和谐的角度。它主要由转向控制机构、转向机构和转向传动机构三部分组成4。转向系统的分类很多样，按转向动力分为：机械转向、液压动力转向、液压助力转向、电动助力转向、电液助力转向；按照转向桥的形式分为单桥转向、多桥转向、全轮转向、多模式转向等2。具体分类如图2.1所示。图2.1 转向系统的分类2.4 转向系统的方案选择2.4.1 设计参数的选择根据所选任务书的设计要求，选定铃木奥拓的设计所需参数如下表：表2.1 转向系统的设计参数表整备质量（kg）890总质量（kg）1265最小转弯半径（mm）4500前轮距（mm）1405后轮距（mm）1400轴距（mm）2360轮胎155/65R14主销中心距1200最大扭矩转速（rpm）3500最大功率转速（rpm）6200最大功率（kw）52最大扭矩（N.m）52前轮负荷率60%长宽高（mm）3570x1600x1470主销内倾角62.4.2 转向系统的方案选择大部分乘用车采用的是液压助力转向、电控液式动力转向或电动动力转向，本次设计就根据其优缺点进行选择。它们的优缺点如下表所示：表2.2 动力转向的优缺点对比表类型优点缺点液压助力转向动力大；技术成熟；适用多种车型；路感很强需要发动机为油泵提供动力，会浪费发动机动力；车速低时转向较沉；液压管路布置复杂电控液式助力转向转向灵敏；动力大；路感很强液压管路布置复杂；管路泄漏转向力下降；消耗功率大、转向力不易控制、维修检查困难电动助力转向结构紧凑；质量轻；转向灵敏、可以根据汽车性质设计、节能；成本低；维修简单基本没有路感反馈结合本设计选定车型为微型车，质量不大，所以选择简单的电动助力转向系统。2.4.3 转向器的方案选择电动助力式转向系统是采用电动助力部分和机械式转向器相结合。机械式转向器的分类如图2.1所示，它们的优缺点对比如下表：表2.3 转向器的优缺点对比类型优点缺点齿轮齿条式结构简单、紧凑；转向质量质量小；传动效率高90%；冲击和噪音小；体积下；成本低；适应大转向轮转角逆效率高，容易反冲循环球式传动效率高；可变传动比；工作平稳可靠逆效率高；结构复杂；制造精度要求高蜗杆滚轮式结构简单；制造容易；强度高；工作可靠，寿命长，逆效率低正效率低蜗杆指销式传动比可变可不变；磨损后，间隙可调磨损较快经过对比，选择结构紧凑，成本低的齿轮齿条转向器。2.4.4 电动助力转向机构布置方案选择 电动助力转向机构主要有三种布置方案，根据布置位置不同分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助力式，如图2.2所示5： （a）转向轴助力式 （b）齿轮助力式 （c）齿条助力式图2.2 电动机转向机构的布置方案由于微型汽车结构紧凑、所以选择转向结构是也需方便布置。图2.2a方案，电机布置在转向管处，离方向盘较劲，不符合微型车较小的内部空间；图2.2b方案电机布置在小齿轮处，在微型汽车使用时影响变速器和悬架的布置；图2.2c方案电机布置在转向器上，结构紧凑、节约空间，适合微型车的转向，所以选择图2.2c齿条助力式转向机构。2.4.5 转向梯形的方案选择转向梯形有整体式（图2.3a）和断开式(图2.4b)两种。微型车从成本、布置方面考虑采用前置前驱的方式，故转向桥为断开式转向驱动桥。所以本次设计为断开式转向梯形。（a）整体式转向梯形 （b）断开式转向梯形图2.3 转向梯形图2.4.6 方向盘转动总圈数的选择方向盘转动总圈数一般在3.6圈内，总圈数越多，转向时方向盘转动相同角度对应的车辆转角越小。赛车要求转向比较灵敏，一般采用1圈，但是大多数汽车采用的是3圈，所以本次设计选用3圈。2.5电动助力系统方案选择电动助力部分包括电动机、电池、传感器和控制器（ECU）及线束，有的还有减速机构和电磁离合器等72.5.1 电机类型的选择电动机在电动助力系统中提供辅助扭矩的动力源，应该选取低转速、高扭矩，可靠性高，易控制的电机。由于轿车一般采用12v的蓄电池，直流电，所以本次选用12v的永磁直流电机。2.5.2 电磁离合器的选择电磁离合器在减速机构和电机之间，起到切断或连接的作用。不需要转向助力事可以控制离合器分开或者电机停止工作，电磁离合器工作原理简图如图2.3所示。1.主动轮 2.磁化线圈 3.压盘 4.花键 5.从动轴 6. 轴承 7 .滑环 8. 电动机图2.3电磁离合器工作原理简图主动轮1通过花键与电机输出轴连接，1上装有磁化线圈2，控制器通过控制滑环7控制电流，当电流接通时，磁化线圈产生吸力将压盘3吸住，电机转矩通过从动轴5输出到减速机构。由于转向助力电机扭矩不是很大，所以本次设计选择单片式电磁离合器。2.5.3 减速机构的选择由于齿条助力式转向系统的特殊性，需要使齿条轴向移动而不转动。如果采用涡轮蜗杆式减速器，就会使得转向器体积变大不易安装。所以本次设计采用滚珠丝杆减速机构，这一机构使滚珠转动带动丝杆轴向移动而不转动，控制丝杆螺距可以达到控制速度和导程的作用，滚珠丝杆和离合器输出轴之间可以采用皮带传递，结构简单。成本低。3 微型汽车转向系统的总体设计3.1 微型汽车转向系统的总体布置 通过前面的方案设计对各结构进行的对比选择，对微型汽车转向系统进行总体布置，总体布置图如图3.1所示。图3.1微型汽车转向系统布置图3.1.1 操纵机构微型汽车转向操作机构包括转向盘、转向轴、转向管柱、万向节等。为了布置方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节。采用柔性万向节可以减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节不宜过软，否则影响转向系的刚度。3.1.2 转向传动机构本次设计采用齿轮齿条式转向器时，其转向传动机构非常简单。主要是横拉杆和转梯形臂省去了转向摇臂、转向纵拉杆、转向节臂。其中横拉杆做成分段式，长度可调节，以方便安装。转向节臂与汽车转向节铸成一体，也属于转向传动机构的以部分。转向横拉杆通过球头销与转向节臂相连，以达到工作安全可靠的性能要求。转向传动机构用于把转向器输出的力和运动传给左、右转向梯形臂并使左、右转向轮按一定关系进行偏转。3.1.3 电动控制单元电动控制单元主要是由传感器、ECU、电动机、电磁离合器、带轮减速机构和滚珠丝杆构成如图3.2所示。通过安装在转向轴上的扭矩传感器和车轮上车速传感器反馈到ECU,做出控制信号分别控制电机和电磁离合器。电机输出动力到小带轮通过皮带传递到大带轮，大带轮通过滚珠丝杆结构传递动力，丝杆与齿条做成一体，直接助力。整个机构通过一个转向公座（图3.3）和转向母座（图3.4）包裹形成一体的平行电机转向器，又称DEPS。图3.2电动助力机构示意图图3.3 转向公座零件图图3.4转向母座零件图3.1.3 转向梯形的布置 汽车转向梯形的布置不仅影响了转向性能，还影响者汽车的布置，一般汽车有如图3.5所示的4种布置形式，选择时要结合车型和转向器类型。 图3.5 齿轮齿条式转向器在汽车上有四种布置 一般对于微型车来说，为了节约空间，转向器避开发动机，所以选择后置梯形（a）的布置方式。这种梯形布置方式比较简单，不需要转向摇臂和转向梯形臂，为前面机舱的布置提供的大量空间。 3.2 微型汽车转向系统主要参数确定3.2.1 转向梯形的计算转向梯形臂、横拉杆和前轴一起构成转向梯形，转向梯形的计算对于整个转向系统的受力分析很有作用。首先计算两主销中心延长线到地面交点间的距离，可以根据图3.6分析得出 (3.1)式中：B主销中心距；Rr轮胎滚动半径， ；主销倾角；代入数据得。图3.6 理想情况下内、外车轮转角的关系简图梯形底角根据公式 （3.2）式中:-轴距；，代入数据得。梯形臂的长度通常取在0.11K- 0.15K之间，而梯形底角则是min=689。所以在同类设计中，梯形臂长度一般取160mm。3.2.2 主销偏移距 ，指从的延长线与的交点至平面与支承平面13。主销偏移的距离值越小，转向越轻便。所以 （3.3）式中：前轮距，所以计算得出3.2.3 前轮转角前轮内、外最大转角关系到汽车最小转弯半径，转向系统传动比的选择，内、外转角有如下关系 (3.4)式中：转向轮外轮角。转向轮内轮转角。L汽车轴距，2360mm。汽车的最小转弯半径与汽车外转向轮最大转角、轴距L、两主销距离K有关。计算最小转弯半径的公式如下8： (3.5)因为梯形机构不能保证内、外转角、与理论值一样，故实际的转弯半径Rmin与上述结果不完全符合。在给定最小转弯半径Rmin=4500mm的条件下，可用下式计算出转向外轮应达到的最大转角： (3.6)转向车轮必须保证要有以下关系 (3.7) (3.8)3.2.4转向阻力矩的计算汽车需要具备原地转向的能力，精确地计算这些力是困难的，为此推荐用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青 或者混泥土路面上的原地转向阻力矩 Mr (N mm)，即 (3.9)式中：轮胎与地面的滑动摩擦因素，取0.7;转向轴负荷;P轮胎气压，取轮胎标准气压210KPa。前轮载荷所以3.2.5 转向传动比的计算轮胎与地面之间的转向阻力和作用在转向节上的转向阻力矩之间有如下关系 (3.10)作用在转向盘上的手力为 (3.11)式中：转向盘上的力矩；转向盘直径,标准一般为，微型车取380mm。根据转向力传动比所以 （3.12）根据的要求，作用于转向盘的切应力应小于或等于250N,所以。所以如果忽略摩擦损失，根据能量守恒原理，为 （3.13）所以角传动比 （3.14）代入数据得。4 转向器的计算 4.1 转向器的主要参数选择 轴交角轴交角是指齿轮副在布置时产生的角度，转向器一般采用4种布置形式如图4.1所示。图4.1齿轮副的布置方案根据图4.1可以看出，轴交角为0时，转向器的结构简单，制造容易，所以本次设计选用轴交角为0。 压力角齿轮齿条转向器的压力角一般取20。螺旋角齿轮齿条转向器一般采用斜齿圆柱齿轮，齿轮螺旋角取值范围一般在915之间，所以本次选择15。模数转向器的模数一般在23mm之间，所以本次设计选2mm。4.2 转向器行程的计算齿轮齿条式转向器的横拉杆的运动示意图如图4.2所示。图 4.2 横拉杆运动示意图当转向盘从锁 点向锁点转动，每只前轮大约从其正前方开始转动，因而前轮从左到右总共转动约。当转向轮右转 ，即梯形臂或转 向节由 OC 绕圆O绕至OA时，齿条左端点 E 移至 EA 的距离为。同理计算转向轮左转，转向节由OC绕圆心O转至OB时，齿条左端点E移至EB的距离为：4.3 齿轮齿条的计算4.3.1 齿数的计算齿轮和齿条的齿数与转向器的传动比、方向盘圈数和行程有关系，它们的关系如下式所示。 （4.1） （4.2）式中：n为转向总圈数；为线角传动比；为模数，；为小齿轮齿数；为螺旋角，。将数据代入计算得，所以取整得。齿条的齿数和主动轮齿数相关，可以根据下式算出代入数据得。4.3.2 材料的选择适合做齿轮的材料有很多，选择时通过材料的性质，齿轮的工作条件，价格因素等选取。常用的几种齿轮材料如下表所示：表4.1 常用齿轮材料材料牌号热处理方式抗拉强度（/Mpa）屈服强度（/Mpa）硬度齿芯硬度HBW齿面硬度HRC40Cr调质700500241286调质后表面淬火217286485520Cr渗碳后淬火650400178586220CrMnTi渗碳后淬火110085024030058624.3.3 齿轮、齿条的几何尺寸计算齿轮的计算如表4.1所示。 表4.2 齿轮的几何尺寸计算用表名称符号公式结果端面模数2.07端面分度圆压力角20.64端面齿顶高系数0.97端面径向间隙系数0.24当量齿数分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径端面齿顶圆压力角重合度齿条的基本几何尺寸表4.3齿条的尺寸参数选择项目符号尺寸参数总行程Lz181mm直径28mm齿数30法向模数2法向压力角20齿顶高系数1变位系数0顶隙系数0.254.4 齿轮、齿条的强度校核转向器的齿轮齿条传动，没有高转速、长时间的传动过程，根据GB/T3480-2008渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法只需要对齿轮强度校核。4.4.1 接触疲劳强度校核首先计算齿轮齿面的接触许用强度应力值： （4.3）查GB/T3480-2008渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法得：1300MPa；Z1.3；S1.1；所以： 由于需要汽车具有原地转向的能力，所以其次，计算齿轮传动的实际接触强度应力值： （4.4）查GB/T3480-2008渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法得：ZE=189.8；ZH=2.2；0.77；0.98；KA1.5；Kv1.1；K1.15；K1.2KK K K K1.51.11.151.22.277所以： 48.2MPa4.4.2 弯曲疲劳强度校核首先计算轮齿的弯曲疲劳强度许用应力值： （4.5）查GB/T3480-2008渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法得：620MPa；Y1.5；S1.1；所以： 845.5Mpa其次，计算轮齿的实际承受弯曲应力值： （4.6）查GB/T3480-2008渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法得：Y2.1； Y1.8； Y0.7。 所以得齿轮轮齿实际弯曲应力为： YYYY 102.3Mpa根据设计计算的齿轮零件图如图4.2所示。图4.2 齿轮零件图根据设计计算的齿条零件图如图4.3所示。图4.3齿条零件图5 转向传动机构和操纵机构的设计5.1 转向梯形臂的设计5.1.1转向梯形臂的材料及许用应力现在汽车为了结构简单，大部分将转向梯形臂与转向节铸为一体。转向梯形臂主要收转向横拉杆的拉力，还有车轮对转向节的反冲力，所以其材料可以根据表5.1选取。表5.1 常用齿轮材料材料牌号抗拉强（/MPa）屈服强（/Mpa）特性QT800-2800480强度、韧性好，铸造性强ZG200-400400210强度和硬度较低，铸造性差ZG340-640640340塑性和韧性低，铸造性能差根据上表材料特性，选择QT800-2作为转向节的材料。许用应力为 由于需要考虑1.5倍的安全系数和2.5倍的冲击载荷得到。5.1.2 转向梯形臂最小半径转向力 (5.1)弯矩 (5.2)截面系数 (5.3)所以所以转向节臂最小半径处应大于18mm。5.2 转向横拉杆转向横拉杆（见图5.2）连接转向器和转向节，两端都使用球头连接，保证其灵活度。横拉杆的一端通过螺纹连接齿条，直接将齿条的力作用于转向节或者将转向节的力作用于齿条，必须要保证强度 。1 -横拉杆 2-锁紧螺母 3-外接头壳体 4-球头销 5-六角开槽螺母 6-球碗 7-端盖 8-梯形臂 9-开口销图5.1 转向横拉杆外接头5.2.1 材料的选择和许用应力转向横拉杆的材料选择根据其工作状况和受力情况进行选择，还要根据材料的成本和属性等。表5.2 材料对比材料抗拉强度（/MPa）屈服强度（/Mpa）20钢25钢35钢本次设计的是微型汽车，选择是根据成本和转向力选择35钢。许用应力为 由于需要考虑1.5倍的安全系数和2.5倍的冲击载荷得到5.2.2 截面几何尺寸首先选用4mm厚的钢管，再由上面所求的转向阻力矩和许用应力计算 （5.4） （5.5） （5.6） （5.7）mm所以转向横拉杆所要计算的断面直径等于于18mm。拉杆需计算其受压时的稳定性，为了防止拉杆受压时产生纵向弯曲。拉杆截面对中性轴的惯性矩J可由下式 （5.8）(609.151015.25)245.53式中 ： n杆的刚度储备系数，一般取n=1.5-2.5；F杆承受的轴向力，F=406.1N；E拉伸时杆材料的弹性模量，。所以经计算断面直径取18mm，厚度为4mm时合适。6 电动助力的控制为了保证电动助力系统能够感知电机工作的时机以及为驾驶者提供路感，电动助力的控制一般是通过电流控制如图6.1所示，主要分为助力控制、回正控制和阻尼控制三部分。主要通过传感器感知转向盘的扭矩、转角和车速，传到控制器，控制器控制电流的输出，从而控制电机的转速和方向。图 6.1 EPS 的电流控制6.1 助力控制助力控制就是为了减轻驾驶员转动方向盘的手力，通过控制电机输出辅助转矩的控制。其控制方法是通过传感器检测转向盘的转矩、转角以及车轮的转速，通过系统预设的程序控制电流的输出。本次设计采用车速感应性助力特性，通过预设的方向盘转矩和车轮转速进行电流输出，助力特性如图6.2所示。图6.2 车速感应助力特性图6.2 阻尼控制阻力控制是为了保证行车安全而设置的，主要是因为高速行驶时方向转向灵敏度特别高。为了保证高速直线行驶直线性，通过电流控制电机，设置阻尼性质。电机的理想方程式为 (6.1)式中：u(t) 、 ia (t) 分别为电动机的端电压和电枢电流；w(t) 电动机转速；Ra 、 La 分别为电动机等效内阻和电流；KE 电动势常数6.4 回正控制根据GB7258-2017机动车运行安全技术条件规定回正控制，机动车应该具有自动回正功能，汽车设置的主销倾角就是为了解决回正的问题。但是由于加入助力电机之后对于回正就会更加困难，如果回正时电机还在工作就是增加助力。所以电动助力系统需要回正控制，当感知方向盘由回正趋势式，电机停止工作，让机械系统自行回正。 结论本次设计通过采用铃木奥拓车型数据作为依据对微型车转向系统进行设计，为了解决微型车空间紧凑但又需要布置转向轻便的转向系统。本次设计通过查阅很多汽车设计类的相关资料和转向器相关的标准，为了使转向轻便采用了电动转向助力系统，为了使紧凑的空间能够布置电动助力转向系统采用了齿条助力式。确定方案之后对微型汽车转向系统进行总体结构布置，计算转向系统的主要参数，在确定传动比之后对齿轮齿条转向器进行设计校核，符合设计要求。分析了电动控制部分的基本控制原理，确定了控制逻辑。本次设计基本满足了设计要求，但还是存在了不足。对电控传感器部分的知识不够充分，只以机械部分为重点设计。由于汽车实际转向情况过于复杂，只分析了理想情况下的转向。没有进行三维建模分析。通过本次设计，让我感触颇深，在大学即将毕业之际，对大学所学知识都进行了运用，让我对回顾了知识，也让我对以后的学习和生活充满了信心。此次设计让我认识到自己的不足，也认识到作为一名汽车专业的学生，不是某一科目扎实就能胜任工作的，在以后的学习过程中我必将博览群书，以求广而深。参考文献1 王望予.汽车设计M.第4版.机械工业出版社.2018.2 李胜琴.现代汽车设计方法M.北京.机械工业出版社，2017.5 王三民.机械原理与设计课程设计M.第2版.北京.机械工业出版社.2018.6 李春明.汽车构造M.第2版.北京.机械工业出版社.
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号