开题报告-长城哈弗H6汽车循环球式转向器设计

毕业设计(论文)开题报告题目：长城哈弗H6汽车循环球式转向器设计系一、毕业设计（论文）综述1．题目背景及研究意义汽车是一种性能要求高，负荷变化大的运输工具。转向系统是汽车的关键部件之一，而转向器是转向系统的重要组成部件，对它的深入的研究显得意义重大。转向器是汽车行驶系统中的重要安全部件，其质量好坏对汽车直线行驶的稳定性和操纵稳定性都有直接影响，进而影响汽车行驶的安全性[1]。随着汽车工业的发展,汽车转向器也在不断的得到改进，虽然电子转向器已开始应用，但机械式转向器仍然广泛地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采用。而在机械式转向器中,循环球齿条齿扇式转向器由于其自身的特点被广泛应用于各级各类汽车上[2]。2．国内外相关研究情况2010年中国汽车产销量双双突破1800万辆，不仅蝉联世界第一，而且创全球历史新高。汽车工业成为我国经济发展的支柱产业之一，在汽车行业市场规模高速增长的情况下，我国转向器行业面临着重要的机遇。目前，转向系统得到了相应的发展，基本形成了专业化，系列化的生产局面，使产品质量高、产量大、成本低。国外许多国家的转向器厂都已发展成大规模生产的专业厂，技术先进，年产量超过百万台，销售点遍布全球[3]。作为汽车关键的部件之一，转向系统的工作原理如图1所示[4]：图1汽车转向系统工作原理图转向器按结构形式可分为多种类型。目前较常用的有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式、蜗杆滚轮式等。循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗杆滚轮式转向器和蜗杆曲柄指销式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。循环球式转向器主要由螺杆、钢球、螺母和转向器壳体等组成，具有较高的传动效率，操纵轻便，磨损较小，使用寿命长，近年来得到了广泛应用。循环球式齿轮齿条转向器结构如图2所示：图2循环球式转向器构造图因螺母与螺杆之间没有滑动摩擦，只有钢球与螺杆及螺母之间的滚动摩擦[5]，所以循环球式转向器具有较高的传动效率，由于有结构复杂，成本高，转向灵敏度不如齿轮齿条式等众多缺点，因此逐渐被齿轮齿条式取代。但随着动力转向的应用以及道路行驶条件的改善，“打手”的现象明显减少，正向传动效率很高（最高可达90～95%），啮合平稳,刚性好,操纵轻便，大大降低驾驶员的劳动强度使用寿命长等优点,各种优势逐渐得到体现,目前再次得到广泛使用[6]。汽车高速行驶时，需要较好的转向稳定性,必须使转向器具有较高的刚度。循环球式转向器由于通过大量钢球的滚动接触来传递转向力[7]，具有较大的强度和较好的耐磨性。并且该转向器可以被设计成具有等强度结构，特别是变速比结构具有较高的刚度，适宜高速车辆采用，这也是它采用广泛的原因之一。循环球式转向器的间隙可调，齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙，使之具有合适的转向器传动间隙，从而提高转向器寿命，因此日益广泛被采用[8]。据了解，在全世界范围内，汽车循环球式转向器占45%左右，有继续发展之势；齿条齿轮式转向器在40%左右；蜗杆滚轮式转向器占10%左右；其它型式的转向器占5%。由于循环球式转向器的种种优点,循环球式转向器正在稳步发展。在中、小型号的车辆上都有良好的应用，而大型车辆更以循环球式转向器为主要结构。我国的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展。二、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施1.主要内容循环球式齿条齿扇转向器，由螺杆和螺母共同形成的螺旋槽内装有钢球构成的传动副，以及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成的传动副组成，主要由螺杆、螺母、钢球、转向器壳体等组成。明确对于转向系统的设计要求[9]确定转向器的主要性能参数：正效率，逆效率，传动比螺杆，钢球和螺母传动副设计：钢球中心距、螺杆外径、螺母内径、钢球直径及数量、滚道截面、接触角、螺距、螺旋线导程角、工作钢球圈数、导管内径齿条、齿扇传动副设计[10]：变厚齿扇齿形的计算：模数、法向压力角、切削角、齿顶高系数、整圆齿数、齿扇宽度零件的强度计算钢球与滚道之间的接触应力；齿的弯曲应力；转向摇臂轴直径的确定2.采用的研究方案、研究方法或措施2.1研究方法(1)调研收集课题相关资料。集合毕业设计课题进行必要的文献检索，查阅，收集，整理，归纳技术文献和科技资料[11]；(2)深入学习并掌握汽车设计，汽车构造等专业知识；了解循环球式转向器设计的指导思想和设计原则[12]；(3)掌握汽车设计的方法和步骤，参考有关资料，手册和标准，对总成部件进行选型，计算，校核等；(4)计算循环球式转向器的主要参数，并对其重要部件进行强度校核，确定相关参数，材料以及装配要求[13]；（5）按照标准和生产工艺要求，绘制汽车转向器总装配图和主要零件图[14]。2.2已知的基本参数[15]本次设计长城哈弗H6的基本参数如表1所示：表1长城哈弗H6汽车的基本参数长城哈弗H6汽车的基本参数最大功率98kw最大功率转速5500r/min最大功率转矩186N·m轴距2680mm前轮胎规格225/65R17三、本课题研究的重点及难点，前期已开展工作1．重点循环球式转向器的主要参数，设计两级传动副；确定相关参数，材料以及装配要求；对重要部件进行强度校核；绘制汽车转向器总装配图和主要零件图。2.难点对其重要部件进行强度校核；绘制汽车转向器总装配图和各零件图。3.前期已开展工作选完毕业设计课题后，根据导师推荐借阅了诸多汽车构造、设计、转向系统等方面的书籍、参考资料，消化学习，并查阅了一些长城哈弗H6转向器的基本参数。四、完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）第1—2周：收集资料、消化知识点第3周：撰写开题报告第4—5周：确定转向系的主要性能参数，翻译外文第6—7周：选择两级传动副设计尺寸参数第8—9周：零件强度的计算及转向摇臂轴直径的计算第9—11周：绘制AUTOCAD总装配图及各零件图第12—14周：修改CAD图纸，编写毕业设计第15周：准备毕业答辩5指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师：年月日6所在系审查意见系主管领导：年月日参考文献[1]赵英勋.汽车概论[M].机械工业出版社.2012[2]王树凤.汽车构造[M].国防工业出版社.2009[3]左建令,吴浩.汽车转向系统的发展及展望[J].上海汽车.2005年01期[4]陈家瑞.汽车构造(第三版)[M].机械工业出版社.2008.10[5]钟天飞.循环球式转向器导球特性.汽车工程[J].2002.26(01A)[6]曾东建.汽车制造工艺学[M].机械工业出版社.2006[7]张玉莹.循环球式转向器设计的几个问题.汽车科技[J].1987年05期[8]JunChen、HeHuang.PatentSearchTechnologyofAutomobileSteeringGearManufacturingEnterprises.CommunicationsandInformationProcessing(2012)[9]过学迅，邓亚东.汽车设计[M].人民交通出版社.2005[10]王国权，龚国庆.汽车设计课程设计指导书[M].机械工业出版社.2009.11[11]J.D.Varin.Fracturecharacteristicsofsteeringgearsectorshafts.PracticalFailureAnalysis(2002)[12]刘涛、赵立军、赵桂范.汽车设计[M].北京大学出版社.2008[13]王玉梅、刘亚梅等.微型汽车