开题报告-基于福特锐界中型SUV的转向系统设计

毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目：基于福特锐界中型SUV的转向系统设计年月日1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）汽车的转向系统是汽车的主要子系统之一，它的作用是保证汽车能按照驾驶员的意图进行转向行驶，它的性能直接关系到汽车的操作稳定性、舒适性以及安全性[1]。所以，对汽车转向系统的研究显得尤为的重要，这不仅能够确保行车的安全、减少交通事故，还能够改善车辆的驾驶舒适性以提高购买者的满意度[2]。自汽车出现至今，汽车的转向系统主要有纯机械式、液压助力式、电动液压助力式、电动助力式以及处在研制阶段的线控助力转向式[3]。当然，每一种类型的转向系统都会有它的优点和缺点，这是社会发展需要和客户使用需求综合要求的结果[1]。传统的机械转向系统除了安全可靠外，其他的优点几乎没有，所以现在已经被淘汰了；液压助力转向系统的出现主要是解决机械转向系统低速和原地转向手感沉重的问题,但是,因为其动力直接来源于发动机,就造成了液压助力转向系统无法兼顾车辆低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性,而且成本高、能耗高(不转向时也要保持管路压力,浪费了发动机动力资源)，所以，也不好；电液助力转向系统虽然降低了能耗等，但它的结构复杂、液压管路有泄露的风险以及造价较高，所以也不是最佳的选择；电动助力转向系统很好的解决了以上的问题，虽然智能程度还没达到根据不同的工况实现自主转向的程度，但是一个很好的发展方向[4]；线控转向系统是新时代融入计算机科技的新一代的转向控制系统[5]，虽然它有很多的优点，但是由于技术还不是很成熟，所以也存在着很多的不足和安全隐患。综上所述，电动助力转向系统将是未来转向系统发展的主流,在电动助力转向系统上发展进化新型的转向系统也将是未来的主流之一[6]。国外的EPS产品在结构上由管柱助力式发展到小齿轮助力式,少数高档车己发展到齿条直接助力式;从有刷直流电机发展到无刷直流电机驱动;普遍采用非接触式传感器;在控制方面,从控制转矩、车速等基本信号发展到对转矩、车速、转角、轴重、点火信号等信号的集成控制[6]。国外ESP控制技术已从常规助力控制发展到主动阻尼、主动回正和底盘集成控制,汽车的转向轻便性和路感协调性大大提高[4]。2000年我国生产的“北斗星”汽车上率先安装了日本进口的有刷电机驱动的管柱式EPS,此后国内的EPS研发项目大部分建立在模仿“北斗星”ESP基础上,现己批量生产的自主品牌ESP产品均为有刷电机驱动,管柱式结构[1]。目前的研究仅仅局限于控制理论和控制策略的研发,和国外相比有不小的差距[7]。所以，中国应该抓住机会，顺应时代的发展，在电动助力转向系统的研究上有所突破[8]，这样才能缩短与国外的差距，完成自主研发的重任！2、研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施本次我的设计选题为基于福特锐界中型SUV的转向系统设计。该题目为设计类题目，主要内容包括：（1）汽车转向系统设计国内外研究现状及意义的概述；（2）基于福特锐界中型SUV完成转向系统结构选型；（3）转向系统主要参数的确定计算和校核；（4）绘制转向系统总成图及主要零部件图；（5）编写设计说明书；（6）完成汽车专业相关外文资料翻译。我的主要目标就是完成一份汽车转向系统的设计。转向系统是用来保持或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[9]。所以，我的转向系统的设计要满足所有转向系统所必须满足的要求。例如，要有较高的机动性以保证汽车能够正常的转向；转向梯形机构的设计要正确[10]；进行运动校核时要保证转向轮与转向盘转动的方向一致[11]等等。基于上面的分析以及设计的要求，本次我的转向系统设计就定为电动助力转向系统的设计。机械转向系统由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成，而我设计的动力转向系统是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置，即由电动机提供辅助转矩[12]。具体的技术方案用下面的流程图来说明。转向系统的选择：电动助力转向系统转向系统的选择：电动助力转向系统根据助力机构的不同可分为电动液压式和电动机直接助力式，液压式处于长期工作的状态，而电动机直接助力式电动机仅在转向时工作，耗能少，且其不存在漏油的现象，安全性高根据助力机构的不同可分为电动液压式和电动机直接助力式，液压式处于长期工作的状态，而电动机直接助力式电动机仅在转向时工作，耗能少，且其不存在漏油的现象，安全性高电动机直接助力电动机直接助力式考虑到工作噪声相对较小，并且考虑到工作噪声相对较小，并且刚度好，传力能力大转向轴转向轴助力式结构简单、紧凑；传动效率高；能自动消除齿间间隙；制造成本低等结构简单、紧凑；传动效率高；能自动消除齿间间隙；制造成本低等转向传动机构的选择：独立悬架转向传动机构（转向传动机构的选择：独立悬架转向传动机构（断开式）转向器的选择：齿轮齿条式转向器的选择：齿轮齿条式[13]以上便是对传动系统结构方案的基本选择，之后便是一些性能参数的计算与校核，具体的有：转向系的效率、转向系统的传动比的组成，转向系统的力传动比与角传动比的关系、传动比的计算、转向器的啮合特征和转向盘的自由行程等。关于设计方面的计算主要有转向轮侧偏角的计算、转向器参数的选取、动力转向机构的设计以及转向梯形的计算与设计等。当然，对于设计的可行性，还需要进行诸如系统的有效性[14]、设计的转向力输入[15]、系统的稳定性[16]等的模拟仿真。以上便是我对本次设计技术方案的大致的描述，具体的设计与计算当然还是要去查阅相关的设计书籍与论文期刊等，还有不能解决的问题就去网上查询或则询问老师，以求设计任务的尽善尽美。3、进度安排时间节点任务内容1（7学期第20周）确定毕业设计题目、毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集2（8学期第1周）方案构思、文献检索、完成开题报告3～4（8学期第2-3周外文翻译、资料再收集5～7（8学期第4-6周）设计计算、草图绘制8～10（8学期第7-9周）

图样绘制、编写设计计算说明书（论文）、预答辩11～13（8学期第10-12周）图样及设计计算说明书整理、资料袋整理，答辩资格审查14（8学期第13周）学生提出答辩申请，并作答辩准备；教师审阅图纸、说明书15～16（8学期第14-15周）参加答辩

4、阅读的参考文献不少于15篇（其中近五年外文文献不少于3篇）[1]袁朝春，王陆林.汽车转向系统研究现状及发展趋势研究[C]，2012安徽省汽车工程学会年会论文集，2012.11[2]陈秋红，张向娟.汽车转向系统可靠性优化过程研究与仿真[J]，计算机仿真，2014.3[3]朱一婧.汽车转向系统技术进展综述[C]，第九届河南省汽车工程技术研讨会论文集，2012.9[4]冯丽娜，申荣卫，何泽刚,等.汽车电动助力转向系统的研究现状及发展趋势[J]，汽车实用技术，2015.10[5]杨文兴，杨俊智，周强.汽车线控转向系统的现状及关键技术研究[J]，机械制造，2013.9[6]晋兵营，宁广庆，施国标.汽车电动助力转向系统发展综述[J]，拖拉机与农用运输车，2010.2[7]EberhardKuebler，MathiasEickhoff，MartinBudaker.Electricpowersystems:marketrequirementsandapplicationrangewithspecialfocusoncolumn-EPS[J],ProceedingsoftheFISITA2012WorldAutomotiveCongress,2012[8]王华强.汽车电动助力转向系统的设计与改进[D].浙江：浙江大学，2011.1[9]史文库，姚为名.汽车构造[M].第6版.北京:人民交通出版社，2013.6[10]A.Szilagyi,V.Ciupe,I.Maniu.Applicationsoftheackermansteeringandelectronicdifferentialinmodernelectricdriveautomotivesystems[J],The11thIFToMMInternationalSymposiumonScienceofMechanismsandMachines,2013[11]胡国强，岳红旭.汽车转向系统十字轴万向节传动优化设计[J]，汽车工程师，2011.7[12]王全明.汽车电动助力转向系统设计与性能仿真评价研究[D].湖南：湖南大学，2013.3[13]田国良.汽车转向器控制阀助力特性测试系统的研究[D].广东：五邑大学，2014.5[14]J.H.LEE，H.T.MOON，J.Y.YOO.Currentsensorlessdrivemethodforelectricpowersteering[J],InternationalJournalofAutomotiveTechnology,2012[15]M.H.LEE，H.M.LEE，K.S.LEE.Developmentofahardwareintheloopsimulationsystemforelectricpowersteeringinvehicles[J],InternationalJournalofAutomotiveTechnology,2011[16]ZHAOWanZhong，LINYi，WEIJianWei，SHIGuoBiao.Controlstrategyofanovelelectricpowersteeringsystemintegratedwithactivefrontsteeringfunctio