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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目: 汽車齒輪齒條式轉(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: 車輛工程專業(yè) 學(xué) 生 姓 名: 董雷 導(dǎo) 師 姓 名: 王悅新 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(jìn)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 董雷 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程BW07-7班 指導(dǎo)教師姓名 王悅新 職稱 實(shí)驗(yàn)師 從事 專業(yè) 汽車工程 是否外聘 □是否 題目名稱 汽車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 （一）、研究現(xiàn)狀 從世界第一輛汽車問世至今，汽車工業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了百年歷程?，F(xiàn)代的汽車與發(fā)展初期相比，廣泛地應(yīng)用了各種高新技術(shù)，并且還在發(fā)生更深刻的變革。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車底盤中的獨(dú)立分系統(tǒng) ，在汽車技術(shù)發(fā)展的過程中也經(jīng)歷了深刻的變革。轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展基本上經(jīng)歷了機(jī)械轉(zhuǎn)向、液壓（氣壓）動力轉(zhuǎn)向、電子控制液壓動力轉(zhuǎn)向、電動轉(zhuǎn)向、電子線控轉(zhuǎn)向和主動轉(zhuǎn)向幾個階段。? 　　汽車轉(zhuǎn)向系是保持或者改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛中，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。保證汽車在行駛中能按駕駛員的操縱要求，適時地改變行駛方向，并能在受到路面干擾偏離行駛方向時，與行駛系配合，共同保持汽車穩(wěn)定地直線行駛。轉(zhuǎn)向系對汽車行駛的操縱性、穩(wěn)定性和安全性都具有重要的意義。 改革開放以來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛。作為汽車關(guān)鍵部件之一的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，基本已形成了專業(yè)化、系列化生產(chǎn)的局面。有資料顯示，國外有很多國家的轉(zhuǎn)向器廠，都已發(fā)展成大規(guī)模的生產(chǎn)的專業(yè)廠，年產(chǎn)超夠百萬臺，壟斷了轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)，并且銷售點(diǎn)遍布了全世界。從操縱輕便性、穩(wěn)定性及安全性行駛的角度，汽車制造廣泛使用更先進(jìn)的工藝方法，使用變速比轉(zhuǎn)向器、高剛性轉(zhuǎn)向器?！白兯俦群透邉傂浴笔悄壳笆澜缟仙a(chǎn)的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的方向 幾十年來，各種汽車都使用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。由于這種轉(zhuǎn)向器是滾動摩擦形式，因而正傳動效率很高，操作方便且使用壽命長，而且承載能力大，廣泛應(yīng)用于載貨車上。 隨著上世紀(jì)五十年代起，液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用，標(biāo)志著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)革命的開始。汽車轉(zhuǎn)向動力的來源由以前的人力轉(zhuǎn)變?nèi)肆右簤褐?。液壓助力系統(tǒng)HPS是機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本上增加了一個液壓系統(tǒng)而成。由于工作可靠、技術(shù)成熟至今仍被廣泛應(yīng)用。 從70年代起轎車興起了齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由方向盤、轉(zhuǎn)向軸、萬向節(jié)、轉(zhuǎn)動軸、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動桿和轉(zhuǎn)向輪等組成。方向盤操縱轉(zhuǎn)向器內(nèi)的齒輪傳動，齒輪與齒條緊密嚙合，推動齒條左移動或右移動，帶動轉(zhuǎn)向輪擺動，從而改變轎車行駛的方向。這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與循環(huán)球式等其它類型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)比較，省略了轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向主拉桿，具有構(gòu)件簡單，傳動效率高的優(yōu)點(diǎn)。而且它的逆?zhèn)鲃有室哺撸谲囕v行駛時可以保證偏轉(zhuǎn)車輪的自動回正，駕駛者的路感性強(qiáng)。 近年來，隨著電子技術(shù)在汽車中的廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中也越來越多地采用電子器件。但目前電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于自身成本等因素的制約，很難在價格低廉的家用轎車上得到普及，而且電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全可靠性相對較差，目前歐洲汽車法規(guī)中要求駕駛員與轉(zhuǎn)向車輪之間必須有機(jī)械連接，電子轉(zhuǎn)向系還不允許在歐洲上市。 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器：它是一種最常見的轉(zhuǎn)向器。其基本結(jié)構(gòu)是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動小齒輪旋轉(zhuǎn)時，齒條便做直線運(yùn)動。有時，靠齒條來直接帶動橫拉桿，就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。所以，這是一種最簡單的轉(zhuǎn)向器。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，轉(zhuǎn)向靈敏，體積小，可以直接帶動橫拉桿。在汽車上得到廣泛應(yīng)用。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。兩端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，作為傳動副主動件的轉(zhuǎn)向齒輪軸通過軸承安裝在轉(zhuǎn)向器殼體中，其上端通過花鍵與萬向節(jié)叉和轉(zhuǎn)向軸連接。與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合的轉(zhuǎn)向齒條水平布置，兩端通過球頭座與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。彈簧通過壓塊將齒條壓靠在齒輪上，保證無間隙嚙合。彈簧的預(yù)緊力可用調(diào)整螺塞調(diào)整。當(dāng)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，轉(zhuǎn)向器齒輪轉(zhuǎn)動，使與之嚙合的齒條沿軸向移動，從而使左右橫拉桿帶動轉(zhuǎn)向節(jié)左右轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)向車輪偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。中間輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，其結(jié)構(gòu)及工作原理與兩端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器基本相同，不同之處在于它在轉(zhuǎn)向齒條的中部用螺栓與左右轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。在單端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上，齒條的一端通過內(nèi)外托架與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。 齒輪齒條式：齒輪齒條方式的最大特點(diǎn)是剛性大，結(jié)構(gòu)緊湊重量輕，且成本低。由于這種方式容易由車輪將反作用力傳至轉(zhuǎn)向盤，所以具有對路面狀態(tài)反應(yīng)靈敏的優(yōu)點(diǎn)，但同時也容易產(chǎn)生打手和擺振等現(xiàn)象。齒輪與齒條直接嚙合，將齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為齒條的直線運(yùn)動，使轉(zhuǎn)向拉桿橫向拉動車輪產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。齒輪并非單純的平齒輪，而是特殊的螺旋形狀，這是為了盡量減小齒輪與齒條之間的嚙合間隙，使轉(zhuǎn)向盤的微小轉(zhuǎn)動能夠傳遞到車輪，提高操作的靈敏性，也就是我們通常所說的減小方向盤的曠量。不過齒輪嚙合過緊也并非好事，它使得轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時的操作力過大，人會感到吃力。 2007年中國汽車銷售879.15萬輛，2008年中國汽車銷售938萬輛，2009年預(yù)計增長8.6%，達(dá)到1019萬輛。汽車產(chǎn)銷量的逐步增長為汽車轉(zhuǎn)向機(jī)市場提供了一個較大的發(fā)展空間，2008年市場對轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)需求有所減緩，在需求增長有所減緩的現(xiàn)狀下，產(chǎn)能擴(kuò)張的勢頭并沒有得到較好的控制。產(chǎn)能過剩、重復(fù)建設(shè)不僅導(dǎo)致生產(chǎn)與消費(fèi)的失衡，而且還引發(fā)了轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)內(nèi)的一系列惡性價格競爭，影響了轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)業(yè)的盈利能力。中國轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)市場現(xiàn)狀，為外資企業(yè)入駐中國創(chuàng)造了條件，國際許多轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)企業(yè)已經(jīng)看中在中國低成本拓展市場的機(jī)會，隨著外資投入逐步加大，中國國內(nèi)企業(yè)改革重組迅速加快。同時新的行業(yè)制度等政策的頒布和實(shí)施將促使我國轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)洗牌，企業(yè)兼并重組將在政策的促使下大力發(fā)展。 據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占45%左右，齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器占40%左右，渦桿滾輪式轉(zhuǎn)換器占10%左右，其他型式的轉(zhuǎn)換器占5%。循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器一直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐小客車中，齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器有很大的發(fā)展。日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)是循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占得比重越來越大，日本裝備不同類型發(fā)動機(jī)的類型汽車，采用不同類型轉(zhuǎn)向器，在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器，已由60年代的62.5%，發(fā)展到現(xiàn)今的100%了，大、小型貨車大都循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器，但齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器也有所發(fā)展。微型貨車用循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占65%，齒輪齒條式占35%。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器和循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器，已成為當(dāng)今世界汽車上主要的兩種轉(zhuǎn)向器：而渦輪蝸桿式轉(zhuǎn)向器和蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較??；傳動效率高達(dá)90%；齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，能自動消除間隙，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度，還可以防止工作時產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用體積?。恢圃斐杀镜?。 （二）、選題的目的、意義 在現(xiàn)代汽車上，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是必不可少的最基本的系統(tǒng)之一，也是決定汽車主動安全性的關(guān)鍵總成，汽車的轉(zhuǎn)向特性，保持汽車具備較好的操縱性能，始終是汽車檢測技術(shù)當(dāng)中的一個重要課題。特別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，汽車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計工作顯得尤為重要。 通過對汽車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計可以使學(xué)生掌握汽車轉(zhuǎn)向系設(shè)計的原則和方法。培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的技能。設(shè)計與專業(yè)關(guān)系緊密，可綜合利用所學(xué)的專業(yè)課有汽車構(gòu)造、汽車設(shè)計、機(jī)械設(shè)計、工程材料和CAD繪圖等知識。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 （一）、研究的基本內(nèi)容 1、轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式及選擇； 2、轉(zhuǎn)向系的設(shè)計及參數(shù)確定； 3、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計與計算； 4、利用CAD畫裝配圖、零件圖。 （二）、擬解決的主要問題 1、轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式及選擇 2、轉(zhuǎn)向系的設(shè)計及參數(shù)確定 3、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計與計算 三、技術(shù)路線（研究方法） 調(diào)查研究、收集資料 開題報告 轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式選擇 轉(zhuǎn)向系的設(shè)計及參數(shù)確定 其它主要零件的設(shè)計計算 間隙調(diào)整彈簧的設(shè)計計算 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計與計算 利用CAD畫裝配圖、零件圖 整理文檔，形成論文 四、進(jìn)度安排 （1）熟悉任務(wù)書，了解相關(guān)信息，準(zhǔn)備資料，填寫開題報告：第1周（3月1日~3月7日） （2）收集相關(guān)技術(shù)參數(shù)、進(jìn)行總體設(shè)計：第2~3周（3月8日~3月21日） （3）邊設(shè)計邊繪制裝配圖：第4~6周（3月22日~4月11日） （4）繪制裝配圖及零件圖：第7~9周（4月12日~5月2日） （5）整理文檔并提交畢業(yè)論文初稿：第10~12周（5月3日~5月23日） （6）畢業(yè)論文總結(jié)、評閱、審核及修改不足：第13~16周（5月24日~6月21日） （7）為畢業(yè)論文答辯做準(zhǔn)備及答辯：第17周（6月22日~6月28日） 五、參考文獻(xiàn) ［1］劉惟信.汽車設(shè)計［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2001. ［2］王望予.汽車設(shè)計［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. ［3］陳家瑞.汽車構(gòu)造［M］.機(jī)械工業(yè)出版社.2005. ［4］中國機(jī)械工程學(xué)會,中國機(jī)械設(shè)計大典編委會.中國機(jī)械設(shè)計大典［M］.江西科學(xué)技術(shù)出版社.2002. ［5］董麗霞,張平.簡明汽車技術(shù)詞典［M］.人民交通出版社.2003. ［6］張金柱,韓玉敏,石美玉.汽車工程專業(yè)英語［M］.化學(xué)工業(yè)出版社.2005. ［7］李建成.汽車轉(zhuǎn)向原理［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. ［8］杜浩.汽車設(shè)計與研究［M］.鄭州：國防工業(yè)出版社，2006. ［9］ 王三民,諸文俊.機(jī)械原理與設(shè)計［M］.機(jī)械工業(yè)出版社.2002 . ［10］李玉民，李旭宏，過學(xué)迅等.轉(zhuǎn)向梯形驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析及優(yōu)化設(shè)計［J］.公路交通科技，2004,21（8） ［11］雷雨成，鄭德林，張星等.汽車多軸轉(zhuǎn)向搖臂機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計［J］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1997，29（5） ［12］寧介雄，周海霞.汽車搖臂機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)建模及最優(yōu)化［J］.機(jī)械設(shè)計.2007,24（2）:65-67. ［13］雷良榆.新型齒輪齒條式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)［J］.機(jī)械制造.1982. ［14］M.velardocchia and F.Amisano.R.FloraA linear thermal model for an automotive clutch,SAE2000-01-0834 ［15］Christopher C.Bostwick and Andrew Szadkowski.Self-Excited Vibrations During Engagements of Dry Friction Clutches,SAE982846 六、備注 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日