大卡車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計畢業(yè)論文.doc

畢業(yè)論文（設計）題目：大卡車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計大卡車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計11緒論1.1問題的提出隨著國民經(jīng)濟連續(xù)多年的高速發(fā)展，尤其是國家對基礎設施建設投入的逐年加大，使得大型汽車的生產(chǎn)在近年來呈現(xiàn)了爆發(fā)式發(fā)展。而大型載貨汽車由于具有運輸效率高、運輸成本低的特點，逐漸成為公路運輸?shù)氖走x。2007年大型卡車市場為2.85萬輛，中型卡車市場為17.5萬輛，大型卡車占整體市場的比例為60%，大型載貨汽車的生產(chǎn)與開發(fā)成為國內(nèi)載貨汽車生產(chǎn)廠家競爭的焦點。汽車技術的進步和人民生活水平的進一步提高，使載貨汽車用戶對車輛的性能水平要求越來越高，而越來越大的競爭壓力使整車廠家的產(chǎn)品開發(fā)周期不斷縮短。如何使車輛開發(fā)各個環(huán)節(jié)的設計方案都得到充分的分析與篩選，使其性能得到有效控制，以保障在限定的周期內(nèi)開發(fā)出性能優(yōu)越的汽車產(chǎn)品，已成為大型載貨汽車產(chǎn)品研發(fā)部門所關注的重要課題。由于汽車保有量的增加和社會生活汽車化而造成交通錯綜復雜，使轉(zhuǎn)向盤的操作頻率增大，這就要求減輕駕駛疲勞。在汽車向輕便靈活、容易駕駛的方向發(fā)展的同時，對動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的需求也提到日程上來。要求其成本低，性能方面能適應車速變化，實現(xiàn)變特性的動力轉(zhuǎn)向器，并且可以與不同類型的大型汽車相適應、相匹配。大型載貨汽車和其它車輛相比具有一些顯著的特點，為保障大型載貨汽車良好的轉(zhuǎn)向性能，必須對這些特點及由此引發(fā)的問題進行專門的研究。按照GB1589一2004“道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值”的要求，每側(cè)單輪胎的車軸軸荷限值為7噸，6x4載貨車的設計軸荷之和可達30噸，車長可達12m，鉸接式列車的車長可至16.sm。同時，GB7258一2004“機動車運行安全技術條件”要求車輛必須能夠通過外徑25m內(nèi)徑10.6m的通道。另外，載貨汽車公路運輸?shù)母咚倩l(fā)展趨勢也已是不爭的事實，尤其國家于2004年5月開始的治理公路運輸車輛超限超載專項工作的開展，使以提高行駛速度來帶動運輸效率的提高成為載貨汽車設計的重要目標。高的運輸速度對車輛的操縱性與穩(wěn)定性提出了更高的要求。為在法規(guī)允許的情況下盡可能提高車輛的運輸能力，大型車的設計軸荷及外廓尺寸基本接近法規(guī)的限值。對于轉(zhuǎn)向軸，7噸的軸荷使動力轉(zhuǎn)向器成為必選的配置，如何合理匹配動力轉(zhuǎn)向器，提高車輛的轉(zhuǎn)向能力并保持操縱路感值得進行進一步的研究。國家廣東技術師范學院本科畢業(yè)設計2標準對車輛轉(zhuǎn)彎能力的要求，給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設計提出了新的課題。對于長軸距的汽車，必須通過增加轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角才能提高其轉(zhuǎn)彎能力。對于載貨車慣常采用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大的轉(zhuǎn)角設計很容易造成轉(zhuǎn)向輪與周邊部件干涉及轉(zhuǎn)向機構(gòu)卡死、左右轉(zhuǎn)向不對稱等后果。因此，必須建立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計計算的輔助分析方法，提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計的能力和水平。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能和整車及其它總成、系統(tǒng)的性能息息相關，在系統(tǒng)設計的每一個環(huán)節(jié)都需要考慮整車及其它總成的性能。首先，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須能夠?qū)崿F(xiàn)整車所要求的車輪轉(zhuǎn)角，這為轉(zhuǎn)向機構(gòu)的設計及動力轉(zhuǎn)向器匹配提出了基本要求。其次，轉(zhuǎn)向機構(gòu)和懸架系統(tǒng)必須有協(xié)調(diào)的運動學關系，這就對轉(zhuǎn)向機構(gòu)設計提出了附加的要求。這兩項要求基本可以在系統(tǒng)設計層面進行分析解決，而和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相關的行駛穩(wěn)定性及行駛路感則必須在整車層面進行計算分析。綜上所述，隨著我國大型載貨汽車的發(fā)展，新的問題及要求不斷涌現(xiàn)，在車輛設計與開發(fā)領域尚存在很多的問題需要研究和解決，如何使基礎研究與產(chǎn)品設計實踐緊密結(jié)合，將研究成果最大限度地應用于產(chǎn)品開發(fā)過程，不斷提高大型載貨汽車的性能水平是擺在汽車產(chǎn)品研究與開發(fā)人員面前的重要課題。1.2汽車轉(zhuǎn)向系的類型和組成汽車在行駛過程中，需按駕駛員的意志經(jīng)常改變其行駛方向，即所謂汽車轉(zhuǎn)向。就輪式汽車而言，實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的方法是，駕駛員通過一套專設的機構(gòu)，使汽車轉(zhuǎn)向橋(一般是前橋)上的車輪(轉(zhuǎn)向輪)相對于汽車縱軸線偏轉(zhuǎn)一定角度。在汽車直線行駛時，往往轉(zhuǎn)向輪也會受到路面例向干擾力的作用，自動偏轉(zhuǎn)而改變行駛方向。此時，駕駛員也可以利用這套機構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪向相反的方向偏轉(zhuǎn)，從而使汽車恢復原來的行駛方向。這一套用來改變或恢復汽車行駛方向的專設機構(gòu)，即稱為汽車轉(zhuǎn)向系。因此，汽車轉(zhuǎn)向系的功用是，保證汽車能按駕駛員的意志而進行轉(zhuǎn)向行駛。汽車轉(zhuǎn)向系可按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機械轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系兩大類。機械式轉(zhuǎn)向器由轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三大部分組成。按照轉(zhuǎn)向器的不同形式可分為循環(huán)球式、齒輪齒條式、蝸桿曲柄指銷式等轉(zhuǎn)向器。不同的轉(zhuǎn)向器有著不同的特點應用于不同的汽車上。其中小轎車上常用的是齒輪齒條式的轉(zhuǎn)向器。在本文的后面分析中，就是以這種轉(zhuǎn)向器來做分析的。動力式按照加力裝置的不同可以分為液壓助力式、氣壓助力式和電動助力式三種。氣壓助力式主要應用于一部分其前軸最大軸載質(zhì)量為3一7t大卡車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計3并采用氣壓制動系的貨車和客車上。由于氣壓系統(tǒng)的工作壓力較低(一般不高于0.7MPa)，使得其部件的尺寸比較龐大；同時壓縮空氣工作時的噪聲和滯后性使得這種助力方式的轉(zhuǎn)向器只配置在極少一部分車輛上。相比之下，液壓助力式的轉(zhuǎn)向器成了當今汽車助力轉(zhuǎn)向器的主流。1.2.1機械轉(zhuǎn)向系機械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有傳力件都是機械的。機械轉(zhuǎn)向系由轉(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。1一轉(zhuǎn)向盤；2一轉(zhuǎn)向軸；3一轉(zhuǎn)向萬向節(jié)；4一轉(zhuǎn)向傳動軸；5一轉(zhuǎn)向器；6-轉(zhuǎn)向搖臂；7一轉(zhuǎn)向直拉桿；8一轉(zhuǎn)向節(jié)臂；9一左轉(zhuǎn)向節(jié)；10、12一梯形臂；11一轉(zhuǎn)向橫拉桿；13一右轉(zhuǎn)向節(jié)圖1-1機械轉(zhuǎn)向系示意圖圖1-1所示為機械轉(zhuǎn)向系的組成和布置示意圖。當汽車轉(zhuǎn)向時，駕駛員對轉(zhuǎn)向盤1施加一個轉(zhuǎn)向力矩。該力矩通過轉(zhuǎn)向軸2、轉(zhuǎn)向萬向節(jié)3和轉(zhuǎn)向傳動軸4輸入轉(zhuǎn)向器5。經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運動傳到轉(zhuǎn)向搖臂6，再經(jīng)過轉(zhuǎn)向直拉桿7傳給固定于左轉(zhuǎn)向節(jié)9上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂8，使左轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支承的左轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。為使右轉(zhuǎn)向節(jié)13及其支承的右轉(zhuǎn)向輪隨之偏轉(zhuǎn)相應角度，還設置7轉(zhuǎn)向梯形。轉(zhuǎn)向梯形由固定在左、右轉(zhuǎn)向節(jié)上的梯形臂10、12和兩端與梯形臂作球鉸鏈連接的轉(zhuǎn)向橫拉桿n組成。從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動