五菱宏光MINI EV电动助力转向系统设计-查重23.49%-11704字

I本文旨在探讨适合五菱宏光MINIEV这款车中电动助力转向系统的设计思路与制成可能的多样性，开辟出具有以经济性和安全性为特点的新型结构配置方式。当下整体汽车市场的细分一级市场新能源汽车市场的规模急速扩大，以电为能源的电动汽车中的电动助力转向系统的地位也一跃成为当代汽车组成的重要技术，对于提升车辆安全性和经济性具本文首先对电动助力转向系统的基础原理进行概述，分析了其在汽车转向过程中的作用机制。随后结合五菱宏光MINIEV的车型特点，构思了一套电动助力转向系统的设计方案。首先对电动助力转向系统结的主要结构进行选择具体包括对电动机、电磁离合器、扭矩传感器进行选择，再对蜗轮蜗杆减速机构中蜗轮和蜗杆的几何尺寸进行计算并画出CAD图纸同时也对转向轴和蜗杆轴进行了强度校核、接着对齿轮齿条转向器的齿轮部分进行几何尺寸计算并画出CAD图纸同时也对齿轮轴进行了强度校核。通过对蜗杆轴、转向轴和齿轮轴进行强度校核，验证了本文所设计的电动助力转向系统的安全性是合格的。关键词：电动助力转向系统；蜗轮蜗杆减速机构；齿轮齿条转向器Ⅱfnewtypeofstructuralconfigurationwithcharacteristicsofeconomysegmentedprimarymarketoftheoverallautomotivemarket,israpidlyexpanding.ThepThisarticlefirstprovidesanoverviewofthesystemandanalyzesitsmechSubsequently,basedonthecharacteriselectromagneticclutch,andtorqugeometricdimensionsofthegearpartoftrengthverificationofthewormftheelectricpowersteeringsystemdesignedinthisarticlehaKeywords:Electricpower摘要 I Ⅱ 1.1研究背景 1.2.2研究意义 1.3国内外研究现状 21.3.1国外研究现状 21.3.2国内研究现状 21.4研究内容及方法 21.4.1研究内容 21.4.2研究方法 31.5本文拟解决的问题 32电动助力转向系统主要参数的确定 42.1电动助力转向系统的分析 42.1.1电动助力转向系统的工作原理 42.1.2电动助力转向系统的类型 62.2.1电动机的概述 62.2.2电动机的参数计算 7 8 82.5本章小结 93电动助力转向系统减速机构参数的设计 3.1减速机构的分析及布置形式的确定 3.3普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 3.3.2选择蜗杆传动类型 3.3.3蜗杆模数及分度圆直径的确定 3.3.4蜗杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸的确定 3.4蜗轮齿根弯曲疲劳强度的校核 3.5本章小结 4蜗轮蜗杆减速机构的设计 4.2.1转向轴的设计 4.2.2转向轴的校核 4.3.1蜗杆轴的设计 20 4.3.3蜗杆轴的校核 21 4.4.1轴承的选取 4.4.2轴承的校核 4.5本章小结 265齿轮齿条式转向器的设计 5.1齿轮齿条式转向器的概述 5.1.1齿条的概述 275.1.2齿轮的概述 275.1.3设计要求 275.2齿轮齿条材料的选择与参数的确定 275.2.1材料的选择 275.2.2计算许用应力 275.2.3初步确定齿轮的基本参数的主要尺寸 5.2.4确定齿轮传动主要参数的几何尺寸 5.3轴设计与轴承的选择 5.3.1轴的设计 5.3.2轴的校核 5.4本章小结 参考文献 1.1研究背景全球汽车产业迅速崛起之中，新能源汽车逐渐成为该行业的动车领域，因其紧凑、灵活及环保等特性，深受众多消费者喜爱。在国内微型电动车领域适度和确保行车安全具有至关重要的作用。与传统液压助力系统相比，电动助力转向技术1.2研究目的及意义电动助力转向系统辅助驾驶员调节汽车方向，显著降低了驾驶员转动方向盘时的体力消耗。此系统通过电动机直接产生转向助力，不仅提升了汽车的安全性与经济性，还省去了传统液压助力系统中的动力转向油泵、软管、液压油、传动而降低了生产成本。此外，该系统只在驾驶员需要转向助力时才运作，大大减少了电能的不必要消耗，而传统的液压助力系统与发动机相关联，当发动机启动时转向助力系统随即开始工作，不管驾驶员此时是否需要转向助力，都会连续不停的处于工作状态并占用发动机的功率0。而与此相反的是，电动助力转向系统只有在驾驶员做出转向操作并且需要转向系统助力时电池才给电动机输送电能，这样的运作模式极大减少了不必要的能耗。该系统还通过在车载电脑中上传电动助力转向系统开始工作的上下限阈值，方便驾驶员在低速时转向轻便，高速时则增强稳定性，使驾驶体验更为顺畅安全。加的扶正扭矩或阻尼扭矩，在低速时确保方向盘能够精确回到中位，高速行驶时则有效减电动助力转向系统利用电动机辅助驾驶员转向全性。开展对此系统的研究和探讨，能够帮助消费者享受到更高效、节能及安全的交通工具，从而为消费者提供更优质的驾驶体验。该技术的优2竞争力，从而增加企业利润。通过探究电动转向系统结构配置的多样性，消费者可以享受到更低的购车成本，从而减少因为汽车价格望而却步的情况。此外，电动助力转向系统的持续优化在汽车行业中具有重要意义，有助于推动整个行业的技术进步和环保发展。Honda公司首次引入了自行研发的齿条助力式电动助力转向系统，特别针对重型车辆，例如大马力山地车与载货汽车，可以给汽车输出强劲的转向助力。Honda公司研制的助力转向系统中间的齿条助力转向机构改善了传统转向系统的弊端。然而该系统也展现出一些不足，例如较大的噪音、较高的转向阻力以及需要周期性的维护0。另一方面，菲亚特公司的电动助力转向系统则采纳了全速范围助力技术，并首创加入了两个模式切换开关，分别适用于城郊和城市驾驶以及停车场合。当车速超过70公里每小时时，这两个开关能够自动同步调节，确保在高速行驶中驾驶员仍能感受到合适的路感，避免因开关未及时调整而产生潜在安全风险。此外，城市驾驶模式的开关与油门操作相连接，使得驾驶在加速或减速时的转向操作更加平滑，进一步提升了驾驶过程中的舒适性与浙江理工大学的谢正宁选用电磁感应原理中的涡流效应作为传感器理论基础，并针对该类传感器输出电压不足、灵敏度较弱、转子涡流分布不均且激励线圈所产生的空间磁感应强度较小的问题，提出了一种电涡流式扭在2023年，吉利汽车的周精浩团队研究停车状态下的转向阻力矩、常规行驶条件下的转向阻力矩以及稳定圆周行驶时的转向阻力矩，针对这三种不同的工况进行了细致的分析与研究，以揭示电动助力转向系统的性能特点。研究中，团队不仅提出了理论上和实验上的两种齿条力解决策略，还对不同前轴载荷(967、1057、1082、1152、1192公斤)下的最大齿条力进行了测试。1.4研究内容及方法在五菱宏光MINIEV的电动助力转向系统设计中，本文采用了齿轮齿条式转向器。这种设计以其结构简单、紧凑、轻质和高传动效率而著称，能够自动消除齿间隙，同时制造3成本低，非常适合应用于微型电动车。在操作中，方向盘的转动会驱动相连的齿轮旋转，这进一步驱动与之啮合的齿条进行往复运动，通过转向拉杆将运动传递到转向节臂，从而实现汽车的精准转向。为了确保行车安全，系统中各个零件都需具有足够的强度。我们综合考虑了转向轴负荷、路面阻力和轮胎气压等因素，详细计算了它们对转向系统各部件的影响，确保了零件设计的合理性和安全性。此外，对齿条、齿轮、转向横拉杆及其端部的初步设计，以及齿条间隙的调整和传动比等关键部件，都进行了精细设计，以保证转向系统的整体性能和稳定性。这些设计措施旨在提升五菱宏光MINIEV的操控性能，使驾驶体验更加舒适和安全(1)文献资料相关研究法。通过搜集电动助力转向系统相关的参考文献，为本文深入探究五菱宏光MINIEV电动助力转向系统的设计，提供一定的理论依据。(2)案例研究法。本设计专门针对微型电动汽车的电动转向系统进行分析，分析出符合该车型特点的部件进行设计和校核。(3)比较研究法。与传统的液压油助力转向系统相比较进而分析两种助力技术上的1.5本文拟解决的问题五菱宏光MINIEV电动助力转向系统设计本文拟解决的关键问题主要包括：如何优化转向系统的结构，以提升车辆的操控性能和驾驶舒适性；如何制定合适的电机与控制策略，确保转向系统响应迅速且稳定；如何调整转向系统的传动比，以适应不同驾驶场景的需求；如何确保转向器零件的强度和耐久性，以保证行驶安全。解决这些问题将有助于提高五菱宏光MINIEV的整体性能，提升其在新能源汽车市场中的竞争力，为消费者带来更加优质2电动助力转向系统主要参数的确定轻质量、体积紧、小转动惯量、低速高扭矩和低输出波动等特点。大多数的情况下的选择是无刷永磁直流电动机来满足行车所需。为了提升操控体验、减少噪音及振动，电动机转子的外部会加工斜槽或螺旋槽，并对定子磁铁的中心或端部进行厚度变更，采用非均匀电动机5常见的EPS类型包括0:1.循环球螺母式EPS:这种方式典型地用于那些需要精确控制的应用场景。2.蜗轮蜗杆式EPS:在此系统中，电动机的力矩通过蜗轮蜗杆传递到齿轮条，这种设计能提供高扭矩输出，适合重型车辆使用。3.齿轮齿条式EPS:这是一种常见的设计，输出扭矩直接转换为助力，常见于多种乘用车和轻型商用车中。1——电磁离合器2电动机3——扭矩传感器4——转向轴5—蜗轮蜗杆机构6——齿轮齿条机构图2-3蜗轮蜗杆式1——扭矩传感器2转接盘3——电动机4——电磁离合器5齿轮齿条机构图2-4齿轮齿条式2.齿轮助力式EPS:电动机和减速机构靠近小齿轮，直接驱动齿轮以实现助力转向。3.齿条助力式EPS:电动机和减速机构直接驱这些设计各有其特点，都旨在提高驾驶的便利性和安全性，同时降低能耗。通过选择适合特定车辆需求的EPS类型，可以最大化地提电动机电动机、1、转向轴助力式2、齿条助力式3、齿条助力式图2-5电动机布置位置不同的EPS的类型2.2助力电动机的选择电动助力系统(EPS)中的动力核心为助力电动机。电动机需具备优异的动态响应、调速性能及跟随性，同时易于控制。它应具有低输出波动、低速高扭矩、小转动惯量、体积72.2.2电动机的参数计算如下公式F——轮胎和路面间的滑动摩擦因数；G1转向轴负荷，单位为N:P——轮胎气压，单位为Mpa;MR原地转向阻力矩；作用在转向盘的手力矩Fh为L₁转向摇臂长，单位为mm;MR原地转向阻力矩，单位为N·mm;L₂——转向臂节长，单位为mm;Dsw——转向盘直径，单位为mm;因齿轮齿条式转向传动机构无转向摇臂，故L₁、L₂不代入数值。从而可知，人所需用的转矩为设此力矩完全由电动机提供可得电动机转矩。选用无刷永磁直流电动机。额定电压(V):12额定扭矩(Nm):1.76额定电流(A):30电动助力转向系统通常按预定的速度区间工作。当车速低于一定阈值时，该系统会提供适当的助力，确保转向操作轻松；而当车速高于特定数值时，向的稳定性。在这两个数值范围之间的车速时，电动机会暂停运作，系统则进入待机(Standby)模式。为了在此模式下避免电动机和电磁离合器的惯性影响到转向性能，需要及时切断离合器以断开辅助动力。单式干片电磁离合器的购买成本低，单式干片电磁离合器利用电磁力作用，通过电磁主动轴主动轴滚珠轴承线圈压板花键从动轴电动机滑环扭矩传感器主要用于测量驾驶员施加在转向盘上的力矩的大小和方向。通常，这种传感器是通过在转向轴上安装一个扭杆来实现的，其工作原理是通过观察扭杆的形变来计算扭矩。此外，也存在采用非接触式扭矩传感器的技术0。非接触式扭矩传感器的优势在于其体积小、精度高，但其缺点则是成本较高。9线圈本章节首先阐述了电动助力转向(EPS)系统的运作机制，随后详细介绍了市面上常见的三种电动机类型，并对EPS系统的关键参数进行了详尽分析。在探讨多种电磁离合器的基础上，最终选择了单片干式电磁离合器作为优选0。章节的最后部分，对扭矩传感器进行了综合比较，选用了非接触式扭矩传感器，并对其结构和组成进行了深入的探讨。这些分析和选择为EPS系统的设计和实现提供了科学依据。3电动助力转向系统减速机构参数的设计电动助力转向系统中的机械组件是系统的关键构成元素，其中减速装置通过减低电机速度的同时增加扭矩，进而将动力有效传递至助力单元，实现助力功能。因此，设计一个高效的减速装置对于整个EPS系统的性能至关重要。目前市场上广泛应用的减速装置类型主要有三种：蜗轮蜗杆式、行星齿轮式和循环球螺母式。在本次设计中，选择了蜗轮蜗杆式减速装置0。蜗轮蜗杆式减速装置的优势在于其动力传输效率高，常见的传动比范围从5至80;在索引机构或手动机构中，传动比可高达300;而在仅传递运动的场合，传动比可以达到1000。这种高传动比的设计，配合零部件的减少，使得结构更加紧凑。此外，由于蜗杆的连续螺旋齿与蜗轮的缓慢啮合和脱开过程，同时啮合的齿数较多，从而减小了冲击载荷，实现了平稳传动和低噪音的效果。这些特点使得蜗轮蜗杆式减速机构在电动助动转向系统中成为一种高效且可靠的选蜗杆用45号钢，硬度为45~55HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZcuSn10Pb,金属模铸造。轮芯用铸铁HT150制造0。3.3普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算3.3.1设计要求普通圆柱蜗杆闭式传动系统是EPS中将电机输出转换到转向轴的重要组件。在设计此类系统时，必须确保其满足指定的工作要求和寿命期望。本节详细分析了蜗杆的选择和计算，以确保系统的稳定运行和长期耐用性0。3.3.2选择蜗杆传动类型在普通圆柱蜗杆闭式传动系统中，考虑到以下主要参数：蜗杆转速：1210(r/min)扭矩：1760N·mm传动比：i=30表3-1蜗杆头数Z,蜗轮齿数Z₂推荐值传动比i=z1/z2蜗杆头数Z₁6421涡轮齿数Z₂在设计蜗杆传动系统时，需要平衡传动比、效率、尺寸和制造难度等多种因素。对于单头蜗杆传动，虽然传动比较大，但效率低下和发热量较高。根据国家标准Z₁的取值在5以上，80以下，所以Z₁=1;Z₂的取值范围通常是在28以上同时不超过100,如果Z₂取值过大会降低啮合精度所以Z₂=30。Z₂=30因载荷平稳载荷系数K=1.1-1.3故K=1.2表3-2锡青铜蜗轮许用接触应力[δ]H砂型金属型砂型金属型经查表3-3可知m=2.5q=11.2d₁=28表3-3模数m和蜗杆分度圆直径d1以及蜗杆直径系数q的数量关系蜗杆分度圆直径d12蜗杆分度圆直径齿顶圆直径齿顶高齿根高蜗轮分度圆柱的导程角中心距蜗杆齿宽蜗轮蜗轮分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿顶高齿根高蜗轮齿宽3.4蜗轮齿根弯曲疲劳强度的校核YB螺旋角影响系数，YF—蜗轮齿形系数，按当量齿数Z,=Z₂/cos³y查取；[δ],——蜗轮的许用弯曲应力，单位为Mpa。经查表3-4可知，YF2=2.52应力循环次数寿命系数由表3-5查得[δ]o=40MPa[8F]=[8F]。KF=0.85×40=34ZZ铸锡磷青铜铸锡铅锌青铜铸造铝铁青铜砂造金属模制造造金属模铸造N=10⁴单侧工N=10⁴双侧工在本章中，我们对减速装置的布局方式进行了详细确定，最终决定采用蜗杆和蜗轮的减速机构。此外，针对蜗轮和蜗杆的材料选择，最终确定使用铸锡磷青铜ZcuSn10Pb。此外，我们对蜗轮与蜗杆的关键技术参数进行了精细的选择与计算，确定了它们的几何尺寸，并对蜗轮齿根的弯曲疲劳强度进行了严格的校验。4蜗轮蜗杆减速机构的设计轴的核心功能是支持机器中的旋转部件(如齿轮、带轮、链轮、铣刀等),确保这些部件在预定的工作位置稳定运作，并负责传递运动和动力。轴根据其承载的载荷类型，可以分为心轴、转轴和传动轴。传动轴主要承载扭矩，而弯矩或弯曲的影响则相对较小0。由材料力学可知，实心圆轴的扭转强度条件为由此得轴的基本直径的估算式式中d——轴的估算基本直径(mm)Tπ——轴的扭矩切应力(Mpa)W—轴的抗扭截面系数(mm³)。对实心圆轴，W,=πd³/16≈0.2d³C——计算常数，取决于轴的材料及受载情况，见表4-1。.C转向轴选用45钢，正火处理，估计直径d<100mm,由表4-2查的σ₆=600MPa,查表4-1,取C=118。抗拉强度屈服点弯曲疲劳极限应用说明用于不重要或载荷不大的轴35正火有好的塑性和适当的强35调质用于较重要的轴，应用最45调质用于载荷较大而无很大冲40Cr调质击的重要的轴性能接近于40Cr,用于重40MnB调质要的轴35CrMo调质用于重载荷的轴用于要求强度.韧性及耐回火磨性均较高的轴第一节轴段的轴径为20,长度为38。第二段轴的轴径是25,长度是16,用于安装轴承。第三节轴段的直径为25,长度为12。第四段轴的直径是26,长度是38。第五段轴的直径为25,长度为12。第六段轴的轴径是25,长度为18,同样用于安装轴承。(1)作出轴的计算简图圆周力F₁=985.6N,径向力Fr=358.729N,轴向力Fa=125.71N齿轮分度圆直径d₂=75mm,L=77mm(2)求垂直面的支撑反力F₂v=Fr-Fiv=358.729-118.142=24(3)求水平面的支撑反力(4)绘垂直面的弯矩图(5)绘水平面的弯矩图(6)求合成弯矩图M.=JMu²+ML.²=92625993²+189728²=2111309758Nmm(7)求轴传递的转矩图(8)求危险截面的当量弯矩图如认为轴的扭转切应力是脉动循环变应力，取折合系数α=0.6,代入下式可得(9)校核危险截面A的强度结论：转向轴强度足够。垂直面弯矩图水平面弯矩图合成弯矩图当量弯矩图4.3蜗杆轴的设计及校核4.3.1蜗杆轴的设计45号钢，硬度170-217HBS。蜗杆轴直径预计<100mm表4-2查得o,=600mm查表4-1因蜗杆齿根圆直径d,大于轴径d。故选用车制蜗杆轴径d=d,-(2—4)mm=22-(2—4)=20—18mmd为最小，该轴段直接增大3%—7%即d=6.715×1.19=8mm轴径为20,槽径为20,退刀槽长度12,蜗杆齿宽32。4.3.2蜗杆轴键的选取选取A型键公称尺寸b×h=4×4d——轴直径，mm1——键接触长度，mm4.3.3蜗杆轴的校核F,=F₁tanaα=985.6×tan20(1)作出轴的计算简图圆周力F₁=125.71N,径向力Fr=358.729N,轴向力Fa=985.6N(2)求垂直面的支撑反力F₂v=Fr-Fiv=358.729-11.0913=347.6377N(3)求水平面的支撑反力(4)绘垂直面的弯矩图(5)绘水平面的弯矩图(6)求合成弯矩图(8)求危险截面的当量弯矩图如认为轴的扭转切应力是脉动循环变应力，取折合系数α=0.6,代入下式可得(9)校核危险截面A的强度结论：蜗杆轴强度足够。垂直面弯矩图水平面弯矩图转矩图球采用轴向接触轴承和径向接触轴承的组合形式，有效分担轴向和径向载荷。故选择7204AC轴承对称布局。轴传送的转矩求轴上力F,=F,2tana=985.6×tan20°=358.7290629根据竖直方向力的平衡公式以及合力矩为0,可知角接触球轴承圆锥滚子轴承7000AC轴承的内部轴向力F₅=0.63FFs,=0.63FR=0.63×179.36=11Fs₂=0.63FR₂=0.63×179.36=1计算轴向载荷FA和FA₂故可判定轴承2为压紧端，轴承1为放松端。两端轴承的轴向载荷求系数X和YF₄/FR≤e时X₁=1,Y₁=0由表4-4可知载荷系数f,=1.3表4-4载荷系数fp载荷性质及其举例电机，汽轮机，水泵，通风机中等冲击振动强大冲击振动P₁=f,(x₁FR¹+Y₁FA)=1.3×(1×179.36+0×112.9968)P₂=f,(x₂FR₁+Y₂FA₂)=1.3×(0.41×179.36+0.89×1098338.11因p₂>P₁取p=p₂=1338.11N.球轴承ξ=3轴承C,=14000N故该对轴承满足预期寿命要求。本节内容着重于轴与蜗杆轴的设计，包括确定其长度与直径，并进行相应的校核。同时，还会进行键的设计以及轴承的选择。通过力学分析，我们将选用适当的角接触球轴承，以确保其寿命达标。这些步骤不仅要考虑到设计的强度和稳定性，还要确保轴承能够承受预期的工作载荷，并具备长期可靠性。因此，设计过程需要综合考虑多种因素，以确保最终产品的性能和可靠性。5齿轮齿条式转向器的设计齿齿条是指用于摆动于金属外壳内的、带有齿的金属条，用以替代传统的梯形转向栓摆臂和摆杆来调节前置转向器的高度，使得它们与车辆悬挂下悬臂平衡。可将齿条视为梯形转向栓的替代品0。齿轮是带有齿的轮轴，固定在转向器的壳体中，与齿条齿部相啮合。齿形可以是直齿或斜齿，轮轴顶端则连接至转向柱内的转向轴。斜齿的设计可以使得参与啮合的齿轮数量增多，相较于直齿，斜齿运行更为平稳，并且可以传递更大的动力0。在设计齿轮齿条转向器的过程中，通常采用斜齿圆柱齿轮，其模数范围一般在2至3毫米之间。主动齿轮的齿数通常设置在5到7个，具有20°的压力角，而螺旋角通常设定在9°到15°之间。基于转向轮的最大偏转角来设定齿条的齿数及其移动的行程。齿条的变速比压力角则在12°到35°之间进行调整，设计中需验证齿轮的抗弯和接触强度。主动小齿轮采用16MnCr5材料制成，而45钢则广泛用于制造齿条0。壳体由铝合金材料通过压铸工艺制作。16MnCr5制的小齿轮经过渗碳和淬火处理，其齿面硬度达到56至62HRC;由45钢制成的大齿轮进行表面淬火处理，齿面硬度保持在56至56HRC。(a)确定Hlim和Flim(b)计算应力循环次数N,确定寿命系数Z、YN。N₁=60ant=60×1×15×(10×8×300)=2.16×10⁷=应力修正系数Ys₇=25.2.3初步确定齿轮的基本参数的主要尺寸传动比=1.4中a=1.2YB=0.89Y;=0.7Zmin=17cosβ³=17×cos14³=15由于Z₁=7Z₂=10均小于15,发生根切故对其进行变位取最小值m,=3.08486分度圆直径节圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿顶高ha=m,(n"+Xn-△Y)=(1+0.55-0.18)2.5=3齿根高d,_2m,(h"+C,-Xn)=(1+0.25-0.5全齿高齿宽b=φd×d₁=1.2×18.03=21.因为相互啮合齿轮的基圆齿矩必须相等，既P₆1=P₂齿轮法面基圆齿矩齿条法面基圆齿矩取齿条法相模数从动齿轮(齿条)节圆齿条齿顶高ha₂=m,(h+Xn-△Y)=2.5(1+0.33-0.18)=2.875齿条齿根高h₁2=m,(h"+C-Xn)=2.50.33)=2.3法面齿矩tana₁=tanan/cosβ=tan20°/cos14°=0.37511268420.56°cos20.56°=2.433Eβ由表5-1可知ZE=189.8Mpa锻钢锻钢铸钢齿面接触疲劳强度满足要求。齿根弯曲疲劳强度计算。Y=0.25+0.75/ca=0.25+0.7齿根弯曲疲劳强度满足要求。5.3轴设计与轴承的选择取最小直径d=12mm第一轴段轴径12,轴长12第二轴段直径24.88,长度35第三轴径20,轴长22第四轴段轴径16,长度15第五段轴径14,长度为10(1)作出轴的计算简图圆周力F₁=4099.833611N,径向力F=1537.89959N,轴向力Fa=1022.203174N齿轮分度圆直径d₂=18.03mm,L=47.5mm(2)求垂直面的支撑反力F₂v=Fr-Fiv=1537.89959-574.9463926=962.9531974N(3)求水平面的支撑反力(4)绘垂直面的弯矩图(5)绘水平面的弯矩图(6)求合成弯矩图(7)求轴传递的转矩图(8)求危险截面的当量弯矩图如认为轴的扭转切应力是脉动循环变应力，取折合系数α=0.6,代入下式可得(9)校核危险截面A的强度结论：轴的强度足够。转矩图当量弯矩图本节首先对齿轮齿条转向器中的齿轮和齿条进行了概述以及设计要求，接着对齿轮齿条的材料进行确定，计算并确定齿轮和齿条的基本参数及几何尺寸，再对齿轮强度进行校核；再对轴进行了强度校核。本文设计的电动助力转向系统经过计算和校核得到的结果是符合汽车使用的安全标准的，优点包括：质量轻，结构紧凑，反应灵敏，生产成本低，易于维修。电动助力转向系统主要由减速机构和转向机构组成。减速机构采用蜗轮蜗杆式，他的优点有传动比大，传动平稳，噪声小，转弯时可以提供大的转矩，维修方便等，本文首先对蜗轮和蜗杆的材料进行确定，再次对蜗轮和蜗杆主要参数和几何尺寸进行计算和确定，最后进行了强度校核，结果是符合安全标准的；接着对蜗轮蜗杆式减速机构中转向轴和蜗杆轴进行了设计，再通过绘制弯矩图的方法对其强度进行校核，结果是符合安全标准的。转向机构采用齿轮齿条式转向机构，他的优点有结构简单，安装方便，操作灵敏性高，结构紧凑，滑动和转动阻力小等，首先对齿轮的材料进行确定，再确定齿轮传动的主要几何尺寸，而后对轴进行了设计并对其进行了强度校核，结果是符合安全标准的。[1]徐炜.汽车电动助力转向系统设计与控制研究[D].湖北：湖北工业大学：2017.[2]何桂吉.汽车电动助力转向系统控制器设计及测试系统的研究[D].天津：天津科技大[3]L.KM,R.EL,R.TK,etal.NonconcurrentMultiple-BaselineinSpecialEducation:ASystematicReviewofCuExceptionalChildren,2024,90(2).[4]李.汽车电动助力转向系统匹配设计及性能分析[J].机械强度，2020,42(04):988-993.[5]RajagopalR,HettiarachchiC,Zütodesignandevaluatestrategiesfmedium-sizedenterprises(SMEs)[J].SustainableMa[6]石伟，吴煌辉.基于永磁同步电机的电动助力转向系统设计[J].时代汽车2020(23):119-120.[7]刘德宝.齿条式电动助力转向系统设计与试验研究[D].湖南：湖南大学：2016.[8]魏巍.纯电动汽车电动助力转向系统控制器设计[D].沈阳：东北大学：2014.