設計（論文）題目: CA1083中型載貨汽車轉向器設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業 班 級: 車輛工程08-9 學 生 姓 名: 李航 導 師 姓 名: 石美玉 開 題 時 間: 2012.3.14
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”撰寫規範
請參照《黑龍江工程學院本科生畢業設計說明書及畢業論文撰寫規範》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。
1、課題選題目的和意義
隨著汽車工業的飛速發展以及人們對於舒適、安全效能要求的不斷提高，對轉向器的安全性及操作穩定性的要求也進一步提高。本次設計通過分析轉向器的功能要求，結合轉向器的佈置設計，比較各型別的轉向器的優缺點設計一款轉向器。根據一些指定的引數結合《汽車設計》和其他相關書籍中關於轉向器的理論知識，給出了優化設計的目標函式和設計變數的選擇範圍，使設計出的轉向器符合使用要求。
作為汽車轉向系統的一個重要組成部分，轉向器對汽車的操縱穩定性和駕駛員的安全駕駛有這直接的影響。特別是在車輛高速化，車流密集化的今天，汽車轉向器的設計極為重要。通過對轉向器的'優化設計，使其達到汽車總體設計的要求，以達到對汽車的機構整體優化，更好地提高相應效能，達到更高水平。
通過此次設計提高自身實習運用有關機械設計手冊、查圖表、畫圖規範等有關資料文獻的能力，從而進一步培養自身識圖、辯圖，運算和編寫技術檔案等基本技能。通過汽車轉向器的設計，培養理論聯絡實際的設計思想，鞏固和加強所學的專業知識，加強機械設計計算和編寫技術檔案等的基本功能，為以後從事汽車設計方面的工作奠定良好的基礎。
2、課題研究分析及現狀
2.1結構研究分析
汽車車轉向器機構涉及整車的操縱性、穩定性和安全性，它的質量也反映了車輛的質量，是直接關係到車輛效能的關鍵部件。
上世紀五十年代起，液壓動力轉向系統在汽車上的應用，標誌著轉向系統革命的開始。汽車轉向動力的來源由以前的人力轉變為人力加液壓助力。液壓助力系統HPS（Hydraulic Power Steering）是在機械式轉向系統的基礎上增加了一個液壓系統而成。該液壓系統一般與發動機相連，當發動機啟動的時候，一部分發動機能量提供汽車前進的動能，另外一部分則為液壓系統提供動力。由於其工作可靠、技術成熟至今仍被廣泛應用。這種助力轉向系統主要的特點是液壓力支援轉向運動，減小駕駛者作用在方向盤上的力，改善了汽車轉向的輕便性和汽車執行的穩定性。
近年來，隨著電子技術在汽車中的廣泛應用，轉向系統中也愈來愈多地採用電子器件。轉向系統因此進入了電子控制時代，。從目前實用的普遍程度來看，主要的轉向器型別有4種：蝸桿銷式、蝸桿滾輪式、迴圈球式、齒條齒輪式。這四種轉向器型式，已經被廣泛的使用在汽車上了。
（1）齒輪齒條式轉向器
它是一種最常見的轉向器。其基本結構是一對相互齧合的小齒輪和齒條。轉
向軸帶動小齒輪旋轉時，齒條便做直線運動。有時，靠齒條來直接帶動橫拉桿，就可使轉向輪轉向。
（2）蝸桿曲柄銷式轉向器
它是以蝸桿為主動件，曲柄銷為從動件的轉向器。蝸桿具有梯形螺紋，手指狀的錐形指銷用軸承支承在曲柄上，曲柄與轉向搖臂軸製成一體。轉向時，通過轉向盤轉動蝸桿、嵌於蝸桿螺旋槽中的錐形指銷一邊自轉，一邊繞轉向搖臂軸做圓弧運動，從而帶動曲柄和轉向垂臂擺動，再通過轉向傳動機構使轉向輪偏轉。 （3）迴圈球式轉向器
這種轉向裝置是由齒輪機構將來自轉向盤的旋轉力進行減速，使轉向盤的旋轉運動變為渦輪蝸桿的旋轉運動，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球齧合，因而滾珠螺桿的旋轉運動變為直線運動，螺母再與扇形齒輪齧合，直線運動再次變為旋轉運動，使連桿臂搖動，連桿臂再使連動拉桿和橫拉桿做直線運動，改變車輪的方向。 （4）齒輪齒條液壓助力轉向器
齒輪齒條液壓助力轉向器，是相對於齒輪齒條機械轉向器而言的，主要是增加了轉向油泵、轉向油壺、轉向油管、轉向閥、轉向油缸等部件，以期達到改善駕駛員手感，增加轉向助力的目的的轉向裝置。
迴圈球式轉向器的優點：效率高，操縱輕便，有一條平滑的操縱力特性曲線， 佈置方便，特別適合大、中型車輛和動力轉向系統配合使用；易於傳遞駕駛員操縱訊號；逆效率高、回位好，與液壓助力裝置的動作配合得好。可以實現變速比的特性，滿足了操縱輕便性的要求。中間位置轉向力小、且經常使用，要求轉向靈敏，因此希望中間位置附近速比小，以提高靈敏性。大角度轉向位置轉向阻力大，但使用次數少，因此希望大角度位置速比大一些，以減小轉向力。由於迴圈球式轉向器可實現變速比，應用正日益廣泛。通過大量鋼球的滾動接觸來傳遞轉向力，具有較大的強度和較好的耐磨性。並且該轉向器可以被設計成具有等強度結構，這也是它應用廣泛的原因之一。
齒輪齒條式轉向器的主要優點：結構簡單、緊湊；殼體採用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉向器的質量比較小；傳動效率高達90%；齒輪與齒條之間因磨損出現間隙後，利用裝在齒條背部、靠近主動小齒輪處的壓緊力可以調節的彈簧，能自動消除間隙，這不僅可以提高轉向系統的剛度，還可以防止工作時產生衝擊和噪聲；轉向器佔用體積小；製造成本低。 2.2 課題國內外研究現狀
在國外，汽車迴圈球式轉向器佔45%左右，齒條齒輪式轉向器佔40%左右，蝸桿滾輪式轉向器佔10%左右，其他型式的轉向器佔5%。迴圈球式轉向器也一直在穩步發展。在西歐的小客車中，齒條齒輪式轉向器有很大的發展。日本汽車轉向器的特點是迴圈球式轉向器的比重越來越大，在公交汽車上使用的迴圈球式轉
向器，已經由60年代的62.5%,發展到現今的100%了。大、小型貨車大都採用迴圈球式轉向器，但是齒輪齒條式轉向器也有所發展。微型貨車用迴圈球式轉向器佔65%，齒條齒輪式佔35%。可見國外迴圈球式轉向器是想了專業化生產，同時以專業為主、大力進行研究和實驗，大大提高了產品的產量和質量。
在國內轉向器生產，除早期的解放牌汽車採用蝸桿滾輪式轉向器，東風汽車用蝸桿轉向器之外，掐大部分車型都採用迴圈球式結構，並都具有一定的生產經驗。目前解放、東風也在積極發展迴圈球式轉向器，並已在第二代換車型上普遍採用了迴圈球式轉向器。由此看來，我國的轉向器也在大量生產迴圈球式轉向器發展。
從國內外的實際情況來看專業化生產已經成為一種趨勢，只有走這條道路，才能使產品質量高、產量大，成本低，在商場上有競爭力。齒輪齒條式轉向器和迴圈球式轉向器，已成為當今世界汽車上主要的兩種轉向器；而蝸輪蝸桿式轉向器和蝸桿肖式轉向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。在小客車上發展轉向器的觀點各異，美國和日本重點發展迴圈球式轉向器，比率都已達到或超過90％；西歐則重點發展齒輪齒條式轉向器，比率超過50％，法國已高達95％。由於齒輪齒條式轉向器的種種優點，在小型車上的應用(包括小客車、小型貨車或客貨兩用車)得到突飛猛進的發展；而大型車輛則以迴圈球式轉向器為主要結構。
基於以上調查和轉向器的優點，迴圈球式轉向器和齒輪齒條式轉向器將是以後轉向器的發展的趨勢和潮流。
3、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題
3.1 設計的基本內容
（1）根據汽車轉向系統設計要求分析汽車轉向器的結構形式及工作原理；
（2）根據汽車轉向器設計要求完成轉向器的結構方案設計； （3）根據汽車總體方案的設計對各引數、尺寸，材料進行選取； 3.2 解決的主要問題
（1）螺桿結構設計； （2）隔鋼球的結構選擇； （3）螺母傳動副的設計； （4）齒條齒扇傳動副設計；
4、技術路線
5、進度安排
（1）第1～2周（2.27～3.9 ） 知識準備、調研、收集資料、完成開題報告 （2）第3～5周（3.12～3.30） 整理資料、提出問題、撰寫設計說明書草稿、繪製裝配草圖
（3）第6～8周（4.2～4.20） 理論聯絡實際分析問題、解決問題，進行轉向器的總體設計，進
行主要零部件的設計計算，主要零部件的設計校核，CAD繪製部分裝配圖，中期檢查
（4）第9～12周(4.23～5.18) 改進完成設計圖紙，改進完成設計說明書 （5）第13周（5.21～5.25） 指導教師稽核 （6）第14周（5.28～6.1） 畢業設計修改 （7）第15周（6.4～6.8） 評閱教師評閱或預審 （8）第16周（6.11～6.15） 畢業設計修改 （9）第17周（6.18～6.22） 畢業設計答辯
6、主要參考文獻
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轉向器畢業設計開題報告 [篇2]
畢業設計開題報告
學 生 姓 名：
學 院、系：
專 業：
設計題目：
班級朱姜偉 學 號： 201590611152 機電工程系 機電一體化專業 BJ121輕型載貨汽車轉向器設計 ： 文專機091-1班 指導教師:
方世傑教授
2012 年 3 月 26 日
畢 業 設 計 開 題 報 告
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