汽车电动助力转向器毕业设计

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摘要 2
Abstract 3
目录 4
第-章 汽车转向系统简述 6
1. 1 汽车转向系统作用及简要介绍 6
1.2汽车电动助力式转向系统的国内外发展概况 7
1.3汽车动力转向系统的构造 7
第二章 汽车转向系统方案的选择 11
2.1 汽车参数的确定 11
2.2对转向系的要求 11
2.3转向操纵机构 12
2.4转向传动机构 12
2.5机械转向器 13
2.6动力系统 14
2.6.1转矩传感器 14
2.6.2减速机构 15
2.6.3电动机 15
2.6.4车速传感器 15
2.6.5电子控制单元 16
第三章 转向系统的主要性能参数 17
3.1转向系的效率 17
3.1.1 转向系的正效率 17
3.1.2 转向系的逆效率 17
3.2转向系传动副的啮合间隙 18
3.2.1转向器的啮合特征 18
3.2.2转向盘的自由行程 18
3.3转向系的刚度 19
3.4转向盘的转动的总圈数 19
第四章 齿轮齿条转向器的设计与计算 20
4.1齿轮齿条式转向器的设计和计算 20
4.1.1 转向器参数的选取 20
4.1.2强度校核 21
4.1.3 齿轮轴的结构设计 22
4.1.4 轴承的选择 22
4.1.5 转向器的润滑方式和密封类型的选择 22
第五章 整体的三维设计 24
5.1 UG简介 24
5.1.1 UG的特点 24
5.2横拉杆外接头的三维设计 25
5.3 中间连接杆的三维设计 26
5.4.1 齿条的设计 28
5.4.2 电机的设计 29
5.4.3 电机部分齿轮的设计 29
5.4.5 齿轮轴的三维设计 31
5.4.6 方向盘的三维设计 31
5.4.7 传感器的三维设计 32
5.4.8 横拉杆的三维设计 33
5.4.9 防尘套的三维设计 33
5.4.10 方向盘下连杆的三维设计 34
5.4.11 连接头的三维设计 34
5.4.12 连接销的三维设计 35
5.4.13 调整螺帽的三维设计 35
5.4.14 齿条压块的三维设计 36
5.4.15 转向器壳体的设计 36
5.5 UG重用库的使用 37
5.5.1弹簧 37
5.5.2滚针轴承 38
5.5.3深沟球轴承 38
5.5.4销钉 39
5.5.5螺钉 39
5.6 整体的装配 40
5.6.1装配后效果图 40
5.6.2三视图 40
结 论 41
参考文献 42
致 谢 43
第-章 汽车转向系统简述
1. 1 汽车转向系统作用及简要介绍
作为汽车的-个非常重要的组成部分， 汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键所在， 如何设计汽车的转向特性， 使汽车具有良好的操控性能， 始终是各汽车生产厂家和科研机构的重要研究课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天， 针对日益增多的不同水平的驾驶人群， 汽车的操纵设计显得尤为重要。汽车转向系统经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统三个基本发展阶段。
机械式的转向系统， 由于采用纯粹的机械解决方案， 为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘， 这样-来， 占用了很大的驾驶室空间， 整个机构显得比较笨拙， 驾驶员负迪重， 特别是重型汽车由于转向阻力较大，单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向， 这就大大限制了其使用范围。但因结构简单、工作可靠、造价低廉， 目前在-部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用。
1953年通用汽车公司首次使用了液压助力转向系统， 此后该项技术迅速发展， 使得动力转向系统在体积、功率消耗和价格等方面都取得了很大的进步。80 年代后期， 又出现了变减速比的液压动力转向系统。在接下来的数年内， 动力转向系统的技术革新差不多都是基于液压转向系统， 比较有代表性的是变流量泵液压动力转向系统( Variable Displacement Power Steering Pump) 和电动液压助力转向( Electric Hydraulic PowerSteering， 简称EHPS) 系统。变流量泵助力转向系统在汽车处于比较高的行驶速度或者不需要转向的情况下， 泵的流量会相应地减少， 从而有利于减少不必要的功耗。电动液压转向系统采用电动机驱动转向泵， 由于电机的转速可调， 可以即时关闭， 所以也能够起到降低功耗的作用。液压助力转向系统使得驾驶室变得宽敞， 布置更方便， 降低了转向操纵力， 也使转向系统更为灵敏。由于该类转向系统技术成熟、能提供大的转向操纵助力， 目前在部分乘用车、大部分商用车特别是重型车辆上广泛应用。但是液压助力转向系统在系统布置、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损与噪声等方面存在不足。
电动助力系统EPS 在日本最先获得实际应用， 1988 年日本铃木公司首次开发出-种全新的电子控制式电动助力转向系统， 并装在其生产的Cervo 车上， 之后又配备在Alto 上。此后， 电动助力转向技术得到迅速发展， 其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。日本的大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司， 美国的Delphi公司， 英国的Lucas 公司， 德国的ZF 公司， 都研制出了各自的EPS。EPS 的助力形式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展， 并且其控制形式与功能也进-步得以加强。日本早期开发的EPS 仅低速和停车时提供助力， 高速时EPS 将停止工作。新-代的EPS 则不仅在低速和停车时提供助力， 而