汽车转向器毕业设计说明书.docx

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汽车转向器毕业设计说明书

摘　　要

汽车转向器作为汽车的重要零部件，是驾驶员稳定行驶能力的基本保障，其综合性能直接关系到人民的生命财产安全。

汽车工业发达国家都非常重视高安全性汽车转向器的研究。

本文以吉利汽车为研究对象介绍了汽车转向系的类型、组成，以及转向系统设计和转向性能综合评价的发展趋势。

在对大量资料分析的基础上，提出了转向系统的总体方案,并对转向器的参数进行了分析计算。

根据汽车动力转向系的设计要求，以机械设计与原理、汽车设计为基础设计了液压动力转向器总体结构。

最后利用UG软件建立了液压动力转向器各零件的模型和整体装配模型。

该课题的研究为汽车转向系统的设计开发提供了更加科学的方法，提高了设计质量，有效地缩短了汽车研发周期，降低了开发成本，对提高产品设计和制造质量探索了新的途径。

关键词：

液压助力；转向器；UG；实体模型；设计

ABSTRACT

Asanimportantpartinvehicle,thesteeringsystemisthebasicofstabledrivetodriver.thecomprehensiveperformanceisdirectlyrelatedtopeople'slifeandsafety.Automobileindustryindevelopedcountrieshaveattachedgreatimportancetohigh-securityvehiclesteeringgearresearch.

Thistextbasedautomobilestudies,introducedthetypeofvehiclesteeringsystem,thecomponent,steeringsystemdesign,andtheevaluationofsteeringsystemdevelopmenttrend.Intheanalysisofalargeamountofinformation,giveouttheoverallprogramofthesteeringsystem,aswellasanalysisandcalculatetheparametersofsteeringsystem.Underthepower-steeringsystemdesignrequirementsandbaseonmechanicaldesignandprinciple,andthedesignofcar,itdesignahydraulicpowersteeringgearoverallstructure.finallyuseUGtosetupthemodelofcomponentsandoverallassemblymodelofhydraulicpowersteeringgear.

Theresearchprovideamorescientificmethodtoautomobilesteeringsystemdesignanddevelopment,itimprovethedesignquality,effectivelyshorteningthedevelopmentcycleofautomobileandreducethecostofdevelopment.itexplorenewavenuestoimproveproductdesignandmanufacturingquality.

Keywords:

Hydraulicpower;Steeringgear;UG;Solidmodel;Design

第1章绪论

1.1题目研究目的及意义

汽车转向器作为汽车的重要零部件，其综合性能直接关系到人民的生命财产安全。

因此，汽车工业发达国家都非常重视汽车安全性的研究。

同时就我国的国情而言，汽车工业己成为我国的支柱产业，为了提高汽车的产品质量，保证汽车行驶的安全性，操纵稳定性，发展我国的汽车工业，这就要求汽车转向器综合性能就成为汽车安全性能的一个重要项目。

汽车转向器属于对行驶安全影响较大的零部件，在汽车系统中占据了一个重要的位置，其规模和质量已成为衡量汽车工业发展水平的重要标志之一。

在重型汽车、大型客车等载重量较大的汽车中，通常用动力转向器来操纵汽车行驶方向。

由于动力转向系统转向轻便灵敏，回位性能及手感良好，极大的减轻了汽车驾驶员的工作强度，特别适用于汽车在高速行驶时的转向。

因此目前国内外生产的汽车越来越多地配置了动力转向系统。

液压动力转向器具有无噪声、灵敏度高、体积小、能够吸收来自不平路面的压力等优点，在现代汽车上得到了十分广泛的应用。

1.2转向器的研究发展概况

转向器作为汽车的重要零部件，其性能的好坏直接影响着汽车行驶的安全性和可靠性。

纵观其发展历程，可分为机械转向和动力转向两个阶段，而动力转向的发展又可分为液压和电控两个阶段。

最早的减速机构是采用蜗轮副传动。

他被装在转向柱的末端。

蜗杆驱动另一个蜗轮，再由蜗轮转动与转向臂连接的轴。

蜗轮副被装配在铸铁壳里，这个壳被固定在汽车的大梁上。

基本蜗轮副的减速机构在汽车工业中应用已有很多年了，但还有两种结构是值得注意的。

一是于1908年投产的美国福特T型车，它所采用的转向齿轮就是另一种类型的结构（行星齿轮转向器）。

福特装置了一套周转（或行星）轮系，把齿轮安装在减速器壳体内直接固定到方向盘的下方，行星齿轮盘（架）直接驱动紧固在转轴上的主齿轮。

这就把转向装置置于驾驶员的手下方，即转向柱的上端，而不是在转向柱的下端。

1923年，美国底特律的亨利·马尔斯（HenryManes）为了减少蜗轮副和滚轮轴之间的接触摩擦力，在两者之间接触处放置滚珠支承，这就出现了滚珠蜗轮转向器。

这种形式的转向器就成为现在大家所熟知的循环球式转向器，它目前仍很广泛地在汽车上应用。

所谓“现代”齿轮齿条式转向器，是奔驰（Benz）于1885年首先采用的。

这种形式的转向器同样也使用在1905年的凯迪拉克（Cadillac）和1911一1920年间制造的许多其它形式的汽车上。

20世纪初汽车已经是一个沉重而又高速疾驶的车辆，充气轮胎代替了实心车轮。

由于转向柱直接与转向节连接，所以转动车轮是很费劲的。

即使是一个健壮的驾驶员，要控制转向仍然是很劳累的事情。

因此，汽车常常冲出路外，于是要降低转向力的问题就变得比较迫切了。

为了转向轻便，工程师设计了在方向盘和转向节之间装置齿轮减速机构。

从那时起，转向机构一直就是这样沿用下来。

汽车转向虽然采用了转向器，但转向的操纵仍非轻松的事当汽车重量增大、转向费劲时驾驶员要求能有更好的办法来解决，这才重新推广了一种已经大约有3/4个世纪的动力辅助转向器。

从1903年开始，动力辅助转向机构不断出现，多数是用在客车上，有一些是采用真空助力，还有一些是采用压缩空气助力的。

1928年，弗朗西斯·戴维斯（FrancisW·Da-V1S）研制并首次应用液压动力辅助转向器。

这是由维克斯（Vickes）公司制造的，该公司并制定了此项标准，26年后为汽车工业所采纳。

二次大战的实践证明，此装置仅适用在装甲车和一些重型货车上采用。

1923年，美国底特律的马尔斯（HenryMarles）为减少转向器中蜗轮副（蜗杆蜗轮副是最早被用在汽车上的转向器）的接触摩擦力，在两者之间接触处放置钢球支承。

这便是最早的循环球式转向器。

1928年，美国的戴维斯（F·W·Davis）研制并首次应用液压动力辅助转向器，这是由维克斯公司制造的。

但26年后才为汽车工业所采用，

1954年，凯迪拉克汽车公司首先把液压动力转向应用于汽车上。

然而，早在1876年，美国一个名叫菲茨（Fitts）的小伙子将电驱动的动力转向装置第一个应用到汽车上，但这点少有人知。

这个装置首先采用了电驱动，于1903年装备在哥伦比亚（Columbia）ST货车上，动力转向的历史又回到以前的道路。

1981年，日本研制出能原地转向的汽车。

在车尾部下面装设了一只横向小车轮，只需掀一下电钮就可使小车轮落地并把后轮抬起，再转动横向小车轮，汽车便以前轮为中心原地转向。

1985年，日本丰田克雷西达（Cresside）是采用计算机控制辅助转向的第一个汽车产品，此系统被称为动力齿轮齿条转向系。

1985年，日本日产公司和马自达汽车公司，相继开发了后轮也可转向的汽车。

从而，提高转向灵敏度和安全性。

1986年10月8日，日本本田汽车公司宣布，已研制出一种被称为4WS的四轮转向汽车。

方向盘转动的角度首先使前轮转向，同时经输出轴带动后轮转向机，使后轮与前轮同向或反向转动。

随着工业的迅速发展，转向装置的结构也有很大变化。

汽车转向器的结构很多，从目前使用的普遍程度来看，主要的转向器类型有4种：

有蜗杆销式（WP型），蜗杆滚轮式（WR型），循环球式（BS型），齿条齿轮式（RP型）这4种转向器型式已经被广泛地使用在绝大部分汽车上。

据了解，在全世界范围内，汽车循环球式转向器占45%左右，有继续发展之势；齿条齿轮式转向器在40%左右；蜗杆滚轮式转向器占10%左右；其它型式的转向器占5%。

所以可以说循环球式转向器在稳步发展。

而西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展。

日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大，日本装用不同类型发动机的各类型汽车，采用不同类型转向器，在公共汽车中因使用循环球式转向器，由60年代占总数的62.5%发展到现今的100%了（蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经淘汰）。

大、小型货车中，也大都采用循环球式转向器;但齿条齿轮式转向器有所发展；微型货车用循环球式转向器占65%，齿条齿轮式占35%。

由于循环球式转向器效率高、操纵轻便；有一条平滑的操纵力特性曲线；布置方便，特别对大中型车辆易于和动力转向系统配合使用；易于传递。

驾驶员操纵信号，逆效率高、回位好，与液压助力装置的动作配合得好；可以实现变速比，满足了操纵轻便性的要求。

中间位置转向力小、且经常使用，转向灵敏，减小转向力。

汽车车速的提高，需要在高速时有较好的转向稳定性，必须使转向器具有较高的刚度。

循环球式转向器由于通过大量钢球的滚动接触来传递转向力，具有较大的强度和较好的耐磨性。

并且该转向器可以被设计成具有等强度结构，特别是变速比结构具有较高的刚度，适宜高速车辆采用，这也是它采用广泛的原因之一。

循环球式转向器的问隙可调，齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙，使之具有合适的转向器传动间隙，从而提高转向器寿命，因此采用日益广泛，我国的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展。

对转向系统产品的需求随着汽车化的提高而发生着变化。

最初驾驶员们只希望比较容易地操纵转向系统，而后则追求在高速行驶时的稳定性、舒适性和良好的操纵感。

在这种趋势下动力助力转向器应运而生。

现代轿车马力大、速度快，为了操纵的轻便和灵敏，中高档次的轿车转向器都加装了转向动力装置，又称为液压动力转向器。

它具有工作无噪声，其灵触度高、体积小，能够吸收来自不平路面的冲击力，它在现代轿车上得到十分广泛的应用。

随着轿车车速的不断提高，传统的液压动力转向暴露出一个致命的缺点，即若要保证汽车在停车或低速掉头时转向轻便的话，汽车在高速行驶时就会感到有“发飘”的感觉：

反之，若要保证汽车在高速行驶时操纵有适度感的话，那么当其要停车或低速掉头时就会感到转向太重，两者不能兼顾，这是由传统液压动力转向的结构所决定的。

由于动力转向在轿车上的日益普及，对其性能上的要求