轉向柱式電動助力轉向系統設計【10張CAD圖紙和畢業(yè)論文全套】

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畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: 轉向柱式電動助力轉向系統設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛07-6班 學 生 姓 名: 李東輝 導 師 姓 名: 安永東 開 題 時 間: 2011年2月28日 指導委員會審查意見： 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. 文獻綜述（課題研究現狀及分析）； 3. 基本內容、擬解決的主要問題； 4. 技術路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數應在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)設計（論文）開題報告 學生姓名 李東輝 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程 07-6班 指導教師姓名 安永東 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 轉向柱式電動助力轉向系統設計 一、課題研究現狀、選題目的和意義 1、研究現狀 1988 年2 月日本鈴木公司首次在其Cervo 車上裝備EPS , 隨后還用在了其Alto 車上。在此之后, 電動助力轉向技術如雨后春筍般得到迅速發(fā)展。日本的大發(fā)汽車公司、三菱汽車公司、本田汽車公司, 美國的Delphi 汽車系統公司、TRW公司, 德國的ZF 公司, 都相繼研制出各自的EPS。比如: 大發(fā)汽車公司在其Mi2ra 車上裝備了EPS , 三菱汽車公司則在其Minica 車上裝備了EPS ; 本田汽車公司的Accord 車目前已經選裝EPS , S2000 轎車的動力轉向也將傾向于選擇EPS ;Delphi 汽車系統公司已經為大眾的Polo 、歐寶的318i以及菲亞特的Punto 開發(fā)出EPS 。 TRW從1998 年開始, 便投入了大量人力、物力和財力用于EPS 的開發(fā)。他們最初針對客車開發(fā)出轉向柱助力式EPS , 如今小齒輪助力式EPS 開發(fā)也已獲成功。1999 年3 月, 他們的EPS 已經裝備在轎車上, 如Ford Fiesta 和Mazda 323F 等 。Mercedes OBenz 和Siemens Automotive 兩大公司共同投資6 500 萬英鎊用于開發(fā)EPS , 他們的目標是到2002 年裝車, 年產300 萬套, 成為全球EPS 制造商。他們計劃開發(fā)出適用于汽車前橋負荷超過1200kg的EPS，因此貨車也將可能成為EPS的裝備目標。而我國在2002 年才開始研制開發(fā)汽車EPS 產品, 目前已經知道的有13 家企業(yè)和科研院校正在研制中。其中南摩股份有限公司( 生產轉向柱式的EPS 產品) 在2003 年開始進入小批量生產階段, 其他廠家和科研院校均在開發(fā)階段中。 經過20 幾年的發(fā)展, EPS 技術日趨完善。其應用范圍已經從最初的微型轎車向更大型轎車和商用客車方向發(fā)展, 如本田的Accord 和菲亞特的Punto 等中型轎車已經安裝EPS ,本田甚至還在其Acura NSX賽車上裝備了EPS 。EPS 的助力型式也從低速范圍助力型向全速范圍力型發(fā)展, 并且其控制形式與功能也進一步加強。日本早期的EPS 僅僅在低速和停車時提供助力, 高速時EPS 將停止工作。新一代的EPS 則不僅在低速和停車時提供助力, 而且還能在高速時提高汽車的操縱穩(wěn)定性。如鈴木公司裝備在Wagon R + 車上的EPS 是一個負載-路面-車速感應型助力轉向系統 。由Delphi 為Punto 車開發(fā)的EPS 屬全速范圍助力型, 并且首次設置了兩個開關, 其中一個用于郊區(qū), 另一個用于市區(qū)和停車。當車速大于70km/ h 后, 這兩種開關設置的程序則是一樣的, 以保證汽車在高速時有合適的路感。這樣即使汽車行駛到高速公路時駕駛員忘記切換開關也不會發(fā)生危險。市區(qū)型開關還與油門相關,使得在踩油門加速和松油門減速時, 轉向更平滑。隨著直流電機性能的改進, EPS 助力能力的提高, 其應用范圍將進一步拓寬, 現在3 升級的運動型跑車也有安裝EPS。EPS 代表未來動力轉向技術的發(fā)展方向, 將作為標準件裝備到汽車上, 并將在動力轉向領域占據主導地位。據TRW公司預測, 到2010 年全世界生產的每3 輛轎車中就有1 輛裝備EPS。特別是低排放汽車(LEV) 、混合動力汽車(HEV) 、燃料電池汽車( FCEV) 、電動汽車(EV) 四大EV 汽車將構成未來汽車發(fā)展的主體，這給EPS 帶來了更加廣闊的應用前景。 盡管EPS 已達到了其最初的設計目的, 但仍然存在一些問題需要解決, 其中, 進一步改善電動機的性能是關鍵問題。因為電動機的性能是影響控制系統性能的主要因素, 電動機本身的性能及其與電動助力轉向系統的匹配都將影響到轉向操縱力、轉向路感等問題。概括地說, 電動助力轉向技術的發(fā)展方向主要為: 改進控制系統性能和降低控制系統的制造成本。只有進一步改進控制系統性能, 才能滿足更高檔轎車的使用要求。另外, EPS 的控制信號將不再僅僅依靠車速與扭矩, 而是根據轉向角、轉向速度、橫向加速度、前軸重力等多種信號進行與汽車特性相吻合的綜合控制, 以獲得更好的轉向路感。未來的EPS 將朝著電子四輪轉向的方向發(fā)展, 并與電子懸架統一協調控制。 2、目的、依據和意義 隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們對于汽車功能的要求變得越來越高，EPS系統也迎來了巨大的市場需求，許多廠商都以EPS系統作為一個賣點，來吸引顧客買車。所謂電動轉向( EPS) , 就是在機械轉向系統中,用電池作為能源, 電動機為動力, 以轉向盤的轉速和轉矩以及車速為輸入信號, 通過電子控制裝置, 協助人力轉向, 并獲得最佳轉向力特性的伺服系統。EPS汽車轉向系統的性能直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性, 對于確保車輛的安全行駛、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的作用。特別是EPS用電動機直接提供助力，助力大小由電子控制單元（ECU）控制。它能在汽車低速行駛轉向時減輕轉向力使轉向輕便、靈活; 在汽車高速行駛轉向時, 適當加重轉向力, 從而提高了高速行駛時的操縱穩(wěn)定性, 增強了路感 。不僅如此,EPS的能耗是HPS能耗的1 /3以下, 且前者比后者使整車油耗下降可達3% - 5%, 因而, 它能節(jié)約燃料，提高主動安全性，且有利于環(huán)保。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內容 （1）分析轉向柱式電動助力轉向系統的結構形式及工作原理。 （2）分析助力電機與電磁離合器的工作原理，選取合適的助力電機和電磁離合器。 （3）分析減速機構蝸輪蝸桿式的工作原理 ，確定具體的參數。 （4）齒輪齒條式轉向器的設計。 （5）聯軸器的選擇。 （6）扭轉傳感器的選擇。 2、擬解決的主要問題 （1）利用Autocad完成蝸輪蝸桿與轉向器裝配圖的繪制。 （2）利用強度校核公式對蝸輪蝸桿及轉向器各部件進行校核，確保符合實際應用。 （3）繪制助力系統分布圖。 （4）確定蝸桿相對蝸輪的布置方式。 三、技術路線（研究方法） 調研、收集資料及總體方案論證 分析轉向柱式電動助力轉向器內部結構及工作原理 助力電機的選擇 電磁離合器的選擇 扭轉傳感器的選擇擇選擇 減速機構設計 轉向器設計 撰寫設計說明書 蝸桿軸徑向、軸向尺寸確定 蝸輪軸徑向、軸向尺寸確定 四、進度安排 （1）調研、資料收集，完成開題報告 第4周（3月24日～3月30日） （2）助力電動機、電磁離合器、扭轉傳感器的選擇 第4～5周（3月21～4月1日） （3）減速機構的設計及校核 第5～7周（4月1日～4月19日） （4）轉向器的設計第8～12周（4月20～5月24日） （5）撰寫說明書第13～14周（5月25～6月7日） （6）設計審核、修改 第15、16周（6月9日～6月22日） （7）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月23日～6月 29日） 五、參考文獻 [1]馮櫻等.電子控制式電動助力轉向系統的開發(fā)前景[J].汽車科技,2001(3) : 4- 6. [2]卓敏等.汽車電動助力轉向技術分析[J].機電工程技術,200231(5):17- 19. [3] NakayamaT,Suda E.The Present and Future of Electric Power Steer2. ing.Int.J1 of Vehicle Design,1994, 15(3,4,5): 243 - 254. [4]Ken Rogers , William Kimberley. Turning Steering to Electric. Automo2. tive Engineer , 2000 , 108 (2) : 39 - 41. [5]Kami Buchholz.TRW Demonstrates Electrically Powered Steering and Active Roll Control . Automotive Engineer , 1996 , 104 (12) : 42. [6]林逸，施國標.汽車電動助力轉向技術的發(fā)展現狀和趨勢.公路交通科技，2006.18（3）. [7]龔培康萬沛霖，汽車電子轉向系統。重慶工業(yè)管理學院，2005.10（4）. [8]楊通順ZF 電子助力轉向器，汽車與配件2005.4. [9]王望予.汽車設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004：78-111. [10]馬秋生.機械設計基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003：150-221. [11]周松鶴.工程力學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005：209-222. [12]王豪等.電動轉向系統及其發(fā)展現狀[J] .汽車運用,2002(8) : 9- 11. [13]張松林.最新軸承手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007：374-378. [14]苗立東等.汽車電動轉向技術發(fā)展綜述[J] .長安大學學報,2004,24(1) : 79- 84. [15]汽車工程手冊編委會?！镀嚬こ淌謨?設計篇》.人民交通出版社.北京.2001. 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日