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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目:夏利N3+兩廂轎車液壓動力轉(zhuǎn)向器設(shè)計 院 系 名 稱:汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級:車輛工程07-3班 學(xué) 生 姓 名: 黃彥鵬 導(dǎo) 師 姓 名: 王慧文 開 題 時 間: 2011年3月14日 指導(dǎo)委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題； 4. 技術(shù)路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻(xiàn)。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 黃彥鵬 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛工程07-3班 指導(dǎo)教師姓名 王慧文 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 夏利N3+兩廂轎車液壓動力轉(zhuǎn)向器設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1.研究現(xiàn)狀 自夏利汽車登陸中國市場以來的20多年時間里，經(jīng)歷了無數(shù)次的變革，從最早的紅色夏利到后面的夏利2000、夏利N3再到現(xiàn)在的夏利N5，今天的夏利系列在京津地區(qū)已成為人們回憶的一部分，其銷量之大使其他汽車品牌望塵莫及，其中僅2010年12月夏利系列在我國共銷售就有32345輛，同比增長率76.7%，而相比而言，奇瑞QQ同期銷量為20299輛，長安奔奔系列同期銷量也過萬，雖然兩種車型對夏利都形成威脅，但夏利銷量依舊領(lǐng)先，且成上升趨勢，可見消費者對夏利車的喜愛，這為夏利N5的反攻奠定了堅實的市場基礎(chǔ) 汽車工業(yè)代表著一個國家制造業(yè)的發(fā)展水平，世界經(jīng)濟大國的經(jīng)濟發(fā)展無一不與汽車工業(yè)有著極為密切的關(guān)系。當(dāng)代世界上的最新技術(shù)與發(fā)展，首先在汽車上或汽車工業(yè)中得到推廣應(yīng)用。汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一套專門用來改變和恢復(fù)汽車行駛方向的專門機構(gòu)，是汽車穩(wěn)定，安全行駛的基本保證，駕駛者通過它來感知和操縱汽車。如何設(shè)計汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使汽車能按駕駛員的意志而進行轉(zhuǎn)向行駛，如何運用最新的測試手段和方法做好轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能分析和評價，始終是各汽車廠和研究機構(gòu)的重要課題。 我國的轉(zhuǎn)向器生產(chǎn)，除早期投產(chǎn)的解放牌汽車用蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器，東風(fēng)汽車用蝸桿銷式轉(zhuǎn)向器外，其它大部分車型都采用循環(huán)球式結(jié)構(gòu)，并都具有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗。目前解放、東風(fēng)也都在積極發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，并已在第二代換型車上普遍采用了循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。國內(nèi)的電動式的轉(zhuǎn)向器還多于研發(fā)階段。 從目前發(fā)展的方向，由于動力轉(zhuǎn)向器還是新的結(jié)構(gòu)，各國的生產(chǎn)廠家都正在組織力量，大力開發(fā)試驗研究工作，提高使用性能、減小總成體積、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，以便逐步推廣和普及。 傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三大部分組成。在20世紀(jì)50年代，在將二戰(zhàn)期間的裝甲車和重型貨車上的基于機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變化的動力轉(zhuǎn)向器改進使用在重型汽車和高級小客車上，并很快研制出重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、自行潤滑的動力轉(zhuǎn)向器。據(jù)了解在全世界范圍內(nèi)，生產(chǎn)出來的汽車，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占45%左右，有繼續(xù)發(fā)展之勢；齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器占40%左右；蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器占10%左右；其它形式的轉(zhuǎn)向器占5%?？梢娧h(huán)球式轉(zhuǎn)向器在穩(wěn)步發(fā)展，齒條齒輪式在小客車上也有很大發(fā)展。 在機械轉(zhuǎn)向器中，轉(zhuǎn)向操作完全由駕駛員的手動力來完成。當(dāng)車輛載重小，轉(zhuǎn)向阻力小時，是沒有問題的。但是，當(dāng)車輛載重大到一定程度時，單靠手動力矩已經(jīng)很難克服轉(zhuǎn)向阻力，這時就需要借助輔助動力能源。如在商用車中，普遍應(yīng)用動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。采用動力轉(zhuǎn)向的最直接的目的是減少手動轉(zhuǎn)向力矩，改善轉(zhuǎn)向輕便性，同時也可以改善轉(zhuǎn)向的平穩(wěn)性及汽車的操縱穩(wěn)定性。因而，動力轉(zhuǎn)向在小車中也逐漸得到了普及應(yīng)用。動力轉(zhuǎn)向根據(jù)工作介質(zhì)的不同，可分為氣壓式和液壓式。而液壓轉(zhuǎn)向由于其工作壓力大，結(jié)構(gòu)緊湊，得到廣泛的應(yīng)用。 轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系中的減速傳動裝置，按轉(zhuǎn)向能源的不同可分為機械轉(zhuǎn)向器和動力轉(zhuǎn)向器兩大類 （1）機械轉(zhuǎn)向器 按傳動副的結(jié)構(gòu)型式則可分為循環(huán)球式、齒輪齒條式、曲柄指銷式等多種類型由于循環(huán)球式和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器技術(shù)成熟，從而運用極為廣泛，它們是目前汽車轉(zhuǎn)向器的主要結(jié)構(gòu)型式，分別予以敘述。 ?齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 奔馳（Benz）于1885年首先采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。這種形式的轉(zhuǎn)向器同樣也使用在1905年的凱迪拉克（cadillac）和1911-1920年間制造的許多其它形式的汽車上。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外的汽車廠商逐漸將大多數(shù)笨重、后輪驅(qū)動的汽車換成輕便的、燃油經(jīng)濟的前輪驅(qū)動汽車。這種汽車需要使用尺寸可能小，重量盡可能輕的零件。由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量輕，剛性大，轉(zhuǎn)向靈敏，制造容易，成本低，正、逆效率都高，而且特別適于與燭式和麥弗遜式懸架配用，便于布置等優(yōu)點，因此，目前它在輕載的車輛，如轎車、輕型車、小客車等車輛上被廣泛的應(yīng)用。 在齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器中，齒條是在金屬殼體內(nèi)來回滑動的，加工有齒形的金屬條。轉(zhuǎn)向器殼體是安裝在前橫梁或前圍板的固定位置上的。齒條代替梯形轉(zhuǎn)向桿系的搖桿喝轉(zhuǎn)向搖臂，并保證轉(zhuǎn)向橫拉桿在適當(dāng)?shù)母叨纫允顾麄兣c懸架下擺臂平行。齒條可以比作是梯形轉(zhuǎn)向系的轉(zhuǎn)向直拉桿。導(dǎo)向座將齒條支持在轉(zhuǎn)向器殼體上。齒條的橫向運動拉動或推動轉(zhuǎn)向拉桿，從而使前輪轉(zhuǎn)向。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器比循環(huán)球轉(zhuǎn)向器和梯形轉(zhuǎn)向桿系更為輕巧和緊湊，因此它最適合于前輪驅(qū)動的承載式車身的車輛。由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器比帶有梯形轉(zhuǎn)向桿系的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器有較少的摩擦點，用這種轉(zhuǎn)向器的駕駛員會有較好的路感。然而摩擦點減少，也降低了隔離路面噪聲、振動的能力，從而會將更多的路面沖擊振動傳到轉(zhuǎn)向盤和客艙中。總之，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器更適合于輕型前輪驅(qū)動式車輛。 ?循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器中一般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副，第二級是齒條齒扇或滑塊曲柄銷傳動副。 為了減少轉(zhuǎn)向螺桿和轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦，二者之間的螺紋并不直接接觸其間裝有許多鋼球，以實現(xiàn)變滑動摩擦為滾動摩擦。轉(zhuǎn)向螺母的內(nèi)徑大于轉(zhuǎn)向螺桿外徑，故能松套在螺桿上。轉(zhuǎn)向螺桿和螺母都加工出斷面輪廓為兩段或三段不同心圓弧組成的近似半圓的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道。螺母側(cè)面有兩對通孔，可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內(nèi)。兩根U形鋼球?qū)Ч艿膬啥尾迦肼菽競?cè)面的兩對通孔中。導(dǎo)管內(nèi)也裝滿了鋼球。這樣，兩根導(dǎo)管和螺母內(nèi)的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨立的封閉的鋼球“流道”。 轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動時，通過鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)向螺母，螺母即沿軸向移動。同時，在螺桿與螺母兩者和鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動，形成“球流”，鋼球在管狀通道內(nèi)繞行1.5周后，流出螺母而進入導(dǎo)管的一端，再由導(dǎo)管另一端流回螺旋管狀通道。故在轉(zhuǎn)向器工作時，兩列鋼球只是在各自的封閉流道內(nèi)循環(huán)，而不致脫出。 與齒條相嚙合的齒扇，其齒厚在分度圓上沿齒扇軸線按線性關(guān)系變化的，故為變厚齒扇。只要使齒扇軸相對于齒條做軸向移動，即能調(diào)整兩者的嚙合間隙。調(diào)整螺釘旋裝在側(cè)蓋上。齒扇軸內(nèi)側(cè)端部有切槽調(diào)整螺釘?shù)膱A柱形端頭即嵌入此切槽中。將調(diào)整螺釘旋入，則嚙合間隙減小，反之則嚙合間隙增大。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的正傳動效率很高，故操縱輕便，使用壽命長，工作平穩(wěn)、可靠。但其逆效率也很高，容易將路面沖擊力傳到轉(zhuǎn)向盤。不過，對于前軸載荷質(zhì)量不大而又經(jīng)常在好路上行駛的汽車而言，這一缺點影響不大。因此，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器廣泛引用于各種汽車 （2）助力轉(zhuǎn)向器 助力轉(zhuǎn)向器一般由機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上再加上一套轉(zhuǎn)向加力裝置，從而減輕駕駛員操縱汽車轉(zhuǎn)向手力，提供輔助力的有液壓和電動機兩種形式，即使在同一類車上，也有同時使用液壓式和電動式的。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向器也由于與新的加力裝置綜合在一起而進化為動力轉(zhuǎn)向器，汽車轉(zhuǎn)向器的研發(fā)也多在安全性、機動性、節(jié)能性以及新的控制方式方面發(fā)展。現(xiàn)代小型汽車多數(shù)采用了液壓動力轉(zhuǎn)向器，它除具有操縱輕便、轉(zhuǎn)向靈敏、安全可靠等性能以外，對小型汽車還具有噪音低、污染小、運行平穩(wěn)等優(yōu)點。 ?液壓動力轉(zhuǎn)向器 主要由機械部分和液壓助力裝置兩部分組成。機械部分由轉(zhuǎn)向傳動副、轉(zhuǎn)向搖臂、縱拉桿總成、橫拉桿總成、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向主銷、轉(zhuǎn)向節(jié)主銷套、轉(zhuǎn)向節(jié)壓力軸承及轉(zhuǎn)向節(jié)等組成。 液壓助力轉(zhuǎn)向按液流形式分為常流式和常壓式兩種，，按分配閥的形式又可分為流閥式和轉(zhuǎn)閥式兩種。 現(xiàn)今液壓動力轉(zhuǎn)向器（HPS）是以內(nèi)燃機作為動力的汽車動力轉(zhuǎn)向器的主流。而隨著高級轎車在性能上對轉(zhuǎn)向器提出了更高的要求，助力可調(diào)，路感可調(diào)、環(huán)保、耗能低、維護方便、國外80年代開始研發(fā)出電動式動力轉(zhuǎn)向器（EPS）并在越來越多的轎車和輕型車輛上成功使用。 液壓動力轉(zhuǎn)向器又分為機械式和電子式 A.機械式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 機械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由液壓泵及管路和油缸組成，為保持壓力，不論是否需要轉(zhuǎn)向助力，系統(tǒng)總要處于工作狀態(tài)，能耗較高。又由于液壓泵的壓力很大，也比較容易損害助力系統(tǒng)。一般經(jīng)濟型轎車使用機械液壓助力系統(tǒng)的比較多。 B.電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 電子液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的缺點。它所采用的液壓泵不再靠發(fā)動機皮帶直接驅(qū)動，而是采用一個電動泵，它所有的工作的狀態(tài)都是由電子控制單元根據(jù)車輛的行駛速度、轉(zhuǎn)向角度等信號計算出的最理想狀態(tài)。簡單地說，在低速大轉(zhuǎn)向時，電子控制單元驅(qū)動電子液壓泵以高速運轉(zhuǎn)輸出較大功率，使駕駛員打方向省力；汽車在高速行駛時，液壓控制單元驅(qū)動電子液壓泵以較低的速度運轉(zhuǎn)，在不至于影響高速打轉(zhuǎn)向的需要同時，節(jié)省一部分發(fā)動機功率。 ?電子液壓助力轉(zhuǎn)向器 它利用電動機產(chǎn)生的動力協(xié)助駕車者進行動力轉(zhuǎn)向。汽車在轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)向)傳感器會“感覺”到轉(zhuǎn)向盤的力矩和擬轉(zhuǎn)動的方向，這些信號會通過數(shù)據(jù)總線發(fā)給電子控制單元，電控單元會根據(jù)傳動力矩、擬轉(zhuǎn)的方向等數(shù)據(jù)信號，向電動機控制器發(fā)出動作指令，從而電動機就會根據(jù)具體的需要輸出相應(yīng)大小的轉(zhuǎn)動力矩，從而產(chǎn)生了助力轉(zhuǎn)向。如果不轉(zhuǎn)向，則本套系統(tǒng)就不工作，處于休眠狀態(tài)等待調(diào)用。由于電動助力轉(zhuǎn)向的工作特性，你會感覺到開這樣的車，方向感更好，高速時更穩(wěn)，俗話說方向不發(fā)飄。又由于它不轉(zhuǎn)向時不工作，所以，也多少程度上節(jié)省了能源。一般高檔轎車使用這樣的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的比較多。 2.目的和意義 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的趨勢。轉(zhuǎn)向器設(shè)計是汽車設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)之一。人們除了從外觀和內(nèi)飾等方面感受汽車的這些性能外，最能夠直接體驗汽車性能和駕駛樂趣的就要靠一個良好的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，一個良好、先進的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠讓駕駛者充分感受到駕駛的樂趣而不是負(fù)擔(dān)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車底盤的重要組成部分，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的好壞直接影響到汽車行駛的安全性、操縱穩(wěn)定性和駕駛舒適性，它對于確保車輛的行駛安全、減少交通事故以及保護駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要作用。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 基本內(nèi)容： （1）總體方案的論證和確定 結(jié)合調(diào)研分析結(jié)果，確定轉(zhuǎn)向器傳動方案和總體結(jié)構(gòu)方案。 （2）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總體布置，確定傳動系統(tǒng)的性能參數(shù) 根據(jù)變速器總體布置情況和傳動動力參數(shù)，確定傳動的動力和結(jié)構(gòu)參數(shù)，并分析和校核該參數(shù)設(shè)定的合理性，為后續(xù)的力學(xué)特性分析打下基礎(chǔ)。 （3）轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 設(shè)計變速器總體結(jié)構(gòu)和傳動零件，并進行必要的校核分析。 （4）液壓系統(tǒng)設(shè)計及參數(shù)設(shè)定 解決問題： （1）轉(zhuǎn)向器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 （2）閥體、軸等零件的尺寸和參數(shù)設(shè)計和強度校核 （3）液壓系統(tǒng)設(shè)計 三、技術(shù)路線（研究方法） 完成設(shè)計說明書 收集資料，知識準(zhǔn)備 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總體布置，確定傳動系統(tǒng)的性能參數(shù) 確定傳動的動力和結(jié)構(gòu)參數(shù) 分析校核參數(shù) 轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 設(shè)計轉(zhuǎn)向器總體結(jié)構(gòu)和傳動零件 分析及校核 液壓系統(tǒng)設(shè)計及參數(shù)設(shè)定 CAD繪制裝配圖、零件圖 四、進度安排 1）第1～2周（2011年2月28日~2011年3月13日） 調(diào)研、開題報告，開題答辯 （2）第3～4周（2014年3月14日~2011年3月27日） 總體傳動方案確定 （3）第5～6周（2011年3月28日~2011年4月10日） 傳動參數(shù)設(shè)計計算 （4）第7～9周（2011年4月11日~2011年5月1日） 轉(zhuǎn)向器裝配草圖設(shè)計 （5）第10～11周（2011年5月2日~2011年5月15日） 轉(zhuǎn)向器正式裝配圖設(shè)計 （6）第12～13周（2011年5月16日~2011年5月29日） 零件圖設(shè)計、液壓系統(tǒng)設(shè)計 （7）第14～15周（2011年5月30日~2011年6月12日） 編寫設(shè)計說明書 （8）第16周（2011年6月13日～2011年6月19日） 設(shè)計審核、修改 （9）第17周（2011年6月20日～2011年6月26日） 畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 5、 參考文獻(xiàn) [1] 張弛云，謝雋．現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]．公路交通科技．2001.6 [2] 林逸，施國標(biāo).汽車電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展與趨勢[J]．公路交通科技．2000.5 [3] 邱峰．汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢與關(guān)鍵技術(shù)[J]．輕型汽車技術(shù)．2001.5 [4] 左建令，吳浩．汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展及展望[J].上海汽車．2005.1 [5] 龔學(xué)斌．汽車動力轉(zhuǎn)向器試驗臺的計算機控制系統(tǒng)[J]．汽車研究與開發(fā)．1997.2 [6] 黃成祥，吳軍．汽車液壓助力轉(zhuǎn)向計算機測控系統(tǒng)的研究.四川大學(xué)學(xué)報．2001.1 [7] 吳軍，沈麗琴．汽車液壓助力轉(zhuǎn)向器性能測試臺.制造技術(shù)與機床．2000.5 [8] 畢大寧．汽車轉(zhuǎn)閥式動力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計與應(yīng)用[J]．北京:人民交通出版社．1998、2 [9] 關(guān)景泰，周俊龍．液壓轉(zhuǎn)向器動態(tài)參數(shù)分析[J]．液壓氣動與密封．1999.6 [10] 中國汽車工程學(xué)會汽車轉(zhuǎn)向?qū)W會．汽車動力轉(zhuǎn)向[J]．汽車雜志．1985.2 [11] 李卓森，喬淑萍，藍(lán)曉理．懸架系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)．長春．吉林科學(xué)技術(shù)出版社．1998 [12] 茅旭初，丁國清．汽車動力轉(zhuǎn)向器的測試方法．電子技術(shù)應(yīng)用．1999.9 [13] 周名，于卓平，趙志國．動力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展．汽車研究與開發(fā)[J]．2004.10 [14] 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