開題報告-齒輪齒條式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計及仿真分析

開題報告題目齒輪齒條式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計及仿真分析指導教師院（系、部）專業(yè)班級學號姓名日期0一、選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀1.目的、意義汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種新型的汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，與傳統(tǒng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，采用電動機直接提供助力，具有多方面優(yōu)越性。近年來已有很多中高檔汽車配備了動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝置，EPS研究也成為汽車工業(yè)的熱門課題之一，具有重要研究價值和巨大潛在應用前景。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，保持汽車具備良好的操縱性能，始終是汽車研究的重要課題。特別是在車輛高速化，車流密集化的今天，汽車轉(zhuǎn)向系的研究顯得尤為重要。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。該系統(tǒng)由電動助力機直接提供轉(zhuǎn)向助力，省去了液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必需的動力轉(zhuǎn)向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發(fā)動機上的皮帶輪，既節(jié)省能量，又保護了環(huán)境。另外，還具有調(diào)整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉(zhuǎn)向助力的特點。在可預見的將來，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域必定會有廣泛的應用。在本文中重點進行齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算和對轉(zhuǎn)向齒輪軸的校核，。主要方法和理論采用汽車設(shè)計的經(jīng)驗參數(shù)和大學所學機械設(shè)計的課程內(nèi)容進行設(shè)計，并做了歸納和總結(jié)。2.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。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。1從70年代起轎車興起了齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，這種轉(zhuǎn)向機構(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)向機構(gòu)與循環(huán)球式等其它類型的轉(zhuǎn)向機構(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。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。近年來，電動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)在乘用車上得到應用，并有良好的發(fā)展前景。目前用于乘用車的電動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向器，均采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。其功能除用來傳遞來自轉(zhuǎn)向器的力矩與運動外，還有增扭、降速作用。因為微型轎車上狹小的發(fā)動機艙空間給液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝帶來了很大的麻煩，而EPS原件比較少，重量輕，裝配方便，比較適合在微型轎車上安裝。因此在國外，EPS系統(tǒng)首先是在微型轎車上發(fā)展起來的。上世紀80年代初期，日本鈴木公司首次在其Cervo轎車上安裝了EPS系統(tǒng)，隨后還應用在其Alto車上。此后，EPS在日本得到迅速發(fā)展。出于節(jié)能環(huán)保的考慮，歐、美等國的汽車公司也相繼對EPS進行了開發(fā)和研究。雖然比日本晚了十年時間，但是歐美國家的開發(fā)力度比較大，所選擇的產(chǎn)品類型也有所不同。我國汽車電子行業(yè)的總體發(fā)展相對滯后，但是，隨著汽車對環(huán)保、節(jié)能和安全性要求的進一步提高，代表著現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向的EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已被我國列為高新科技產(chǎn)業(yè)項目之一，國內(nèi)各大院校、科研機構(gòu)和企業(yè)在進行EPS技術(shù)的研究，也有少數(shù)供應商能批量提供轉(zhuǎn)向軸式的EPS系統(tǒng)。但總的來講目前國內(nèi)EPS技術(shù)還不成熟；供應商所提供的EPS系統(tǒng)還未達到產(chǎn)品級的要求，且類型單一，還不能滿足整車廠需要。據(jù)悉，自主品牌研發(fā)的EPS系統(tǒng)離產(chǎn)業(yè)化就差整車廠批量裝車認可這一臺階了，相信很快就可以實現(xiàn)量產(chǎn)?？梢婟X輪齒條式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是未來動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。2二、研究方案及預期結(jié)果。1.設(shè)計方案或論文主要研究內(nèi)容（1）熟悉和掌握汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的現(xiàn)狀。（2）分析汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類以及實際汽車車型中的應用。（3）熟悉和掌握齒輪齒條式電動助力轉(zhuǎn)向器的構(gòu)造和工作原理。（4）熟悉和掌握齒輪齒條式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能特點和關(guān)鍵技術(shù)參量。2.主要解決的問題、理論、方法、技術(shù)路線汽車轉(zhuǎn)向系是保持或者改變汽車行駛方向的機構(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。（1）對齒輪齒條式電動助力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)和工作原理的了解；對于電動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)(EPS)，電動機僅在汽車轉(zhuǎn)向時才工作并消耗蓄電池能量；而對于常流式液壓動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)，因液壓泵處于長期工作狀態(tài)和內(nèi)泄漏等原因要消耗較多的能量。兩者比較，電動助力轉(zhuǎn)向的燃料消耗率僅為液壓動力轉(zhuǎn)向的16%～20%。（2）齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設(shè)計。采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。其功能除用來傳遞來自轉(zhuǎn)向盤的力矩與運動以外，還有增扭、降速作用。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、質(zhì)量輕、剛性好、使用可靠；傳動效率高達90%；根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器有四種形式：中間輸入，兩端輸出；側(cè)面輸入，兩端輸出；側(cè)面輸入，中間輸出；側(cè)面輸入，一端輸出。3.論文框架（列出說明書大體結(jié)構(gòu)及提綱）(1)緒論(2)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(3)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設(shè)計與計算(4)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的三維實體建模(5)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的裝配(6)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運動仿真3(7)有限元分析(8)經(jīng)濟技術(shù)性分析(9)結(jié)論(10)致謝(11)參考文獻4.預期結(jié)果繪制工程圖紙4張（裝配圖2張A0~A2，零件圖2張A3）編寫設(shè)計計算說明1份翻譯相關(guān)外文文獻1篇4三、研究進度1周—第4周：畢業(yè)實習，收集資料，撰寫實習報告。5周：撰寫開題報告，進行開題答辯。6周—第7周：電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)選擇。8周—第9周：對齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設(shè)計，完成計算。10周—第11周：運用繪圖軟件進行仿真分析。12周—第13周：對設(shè)計進行修正與優(yōu)化。14周—第15周：整理設(shè)計資料，打印輸出，提交設(shè)計資料。16周：畢業(yè)設(shè)計答辯。5四、主要參考文獻［1］劉惟信.汽車設(shè)計［M］.北京：清華大學出版社，2001.［2］王望予.汽車設(shè)計［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2006.［3］陳家瑞.汽車構(gòu)造［M］.機械工業(yè)出版社.2005.［4］中國機械工程學會,中國機械設(shè)計大典編委會.中國機械設(shè)計大典［M］.江西科學技術(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］.化學工業(yè)出版社.2005.［7］李建成.汽車轉(zhuǎn)向原理［M］.北京：機械工業(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.機械原理與設(shè)計［M］.機械工業(yè)出版社.2002.［10］M.velardocchiaandF.Amisano.R.FloraAlinearthermalmodelforanautomo