循环球式汽车方向机总体设计及三维装配设计学士学位论文Word文档下载推荐.docx

1、指导教师 教务处制表二一四年 六月一日循环球式汽车方向机的总体设计及其三维装配设计机械设计制造及其自动化学生 指导老师 摘要：转向系统是组成汽车的各个部分中极其重要的一部分，是用来改变或者保持汽车的行驶方向的系统。纵观转向系统的发展，主要经历了以下几个阶段: 机械转向系统、液压动力转向系统、电控液压动力转向系统、电动助力转向系统、四轮转向系统、主动前轮转向系统、线控转向系统。国内外现在最新的是线控转向系统，但是循环球式转向器在市场上仍然占有比较大的地位。研究设计循环球式转向器要遵循“需求分析原理分析概要设计详细设计”这样的思路。设计循环球式转向器，按需求，采用液压助力，先对转向器的原理进行分析

2、，然后分析各种转向器的性能，接着进行循环球式转向器结构选型，在结构确定之后就对各零部件参数进行设计计算以及选取材料和零部件的强度校核，最后是针对零件的PRO/E三维建模，在零件三维模型建立好的基础上，对转向器的壳体进行设计，在所以零件、壳体、箱盖的三维模型都建立好之后进行总体三维装配设计。在完成总装之后，将关键零部件以及总成图的三维图导成二维的CAD图形，并对二维图进行处理，处理为零件图和装配图。关键词：循环球式、转向器、液压助力、转阀、螺杆The overall design ofthe recirculating ball typesteeringmachine andits 3Dasse

3、mbly designMechanical Design Manufacturing andits automationUndergraduate: Supervisor: Abstract:Steering system is an extremely important part of various parts in automotive, which is used to change or maintain vehicle directional. Throughoutthe development ofsteeringsystem, it mainly experienced th

4、e following phases: mechanical steering system, hydraulic power steering system, electric hydraulic power steering system, electric power steering system, four wheel steering system, active front steering system, the steering by wire system. Domestic and foreign newest now is the steering by wire sy

5、stem, but the recirculating ball type steering gear still occupies a larger role in the market. Study anddesign the recirculating ball type steering gear should follow the An analysis of needs- An analysis of the principle- General design - Summary of such detaileddesign. The design of the recircula

6、ting ball type steering gear, according to the demand, the hydraulic power, the first principle of steering gear is analyzed, and then analysis the performance of various steering, thenselecta structure model of the recirculating ball type steering gear. Afterthestructureis determined,we shoulddesig

7、n and calculatethe parameter of each part and select their materials, and made a strength checking for all parts. Finally,PRO/E three-dimensional modelingof partsin 3Dpart model,on the basis of three-dimensionalmodel of the partis established,design the box ofthesteering gear,after the3D models of a

8、llparts andshell as well as the box been established,what we shoulddo is the overall3Dassembly design.After the completion ofassembly,converted the 3D figure of the key parts and assembly drawing into two-dimensional CAD graphics, anddeal with the CAD graphics, made it bepart drawings and assembly d

9、rawings.Key word:recirculating balltype，steering gear, hydraulic power, rotary valve, screw第一章 绪 论1.1概述转向系统的存在使得驾驶员能够按照自己的意愿在汽车行驶过程中随时改变汽车的行驶方向，而当路面状况不佳（例如汽车经常受地面影响而自动偏转）时，转向系统的存在使得驾驶员能够维持汽车行驶方向的稳定，因此汽车的转向系统能够直接或间接地影响汽车的操作和使用的安全性和稳定性。汽车转向系统包括转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分，转向器是其中极其重要的一个主要部件。转向器又名转向机、方向机，它的作用是

10、：将驾驶员作用在方向盘上的转向力先通过万向节传递到转向器的载荷输入端然后通过其内部零件的传动把经过传动比转化的力传递到转向器的扇齿轴，即输出端然后通过连接在扇齿轴上的摇臂以及和摇臂相接的平面传动机构传递到车轮上，驱动车轮偏转，以实现汽车的转向。1.2转向器的发展历史一百多年前，汽车诞生，当时的汽车转向机构是模仿自行车的转向方式用一个简单的操纵杆来控制前轮的偏转，来实现汽车的转向，而当时的操纵机构操作起来比较费力，更严重的问题是不可靠，比较容易发生事故。但是困难永远难不倒聪明的人类，随着时代的发展，人们对这些机械产品的要求的逐渐提高，这也催促了汽车发展的迅猛，于是乎，在随后的几十年里转向盘和转向

11、柱的出现渐渐代替了操纵杆，也就随之出现了最早的转向器机械转向器，而最早被应用的是蜗轮蜗杆式转向器。然而即使有了机械转向器的出现，驾驶员靠手动转动转向盘来控制汽车的转向仍然比较费力，而且仍不够稳定，在汽车日益普遍的环境下，出现事故的几率依然没有减少，于是人们开始提出给机械转向器提供助力，用助力机构来辅助转向，减轻驾驶员的负担。1923年，在美国的底特律市，亨利马尔斯为了减少蜗轮副和滚轮的摩擦力，在两者之间的接触部分加入了钢珠作为介质（众所周知滚动摩擦要比滑动摩擦的力要小得多），而这就奠定了循环球式转向器的基础。1928年，弗朗西斯戴维斯成功研制了采用液压作为助力的转向器，并首次应用。但在当时，由

12、于经济条件和其他方面因素的影响，液压助力转向器一直得不到重视，直到二战时期才重新推广应用。1954年，凯迪拉克汽车公司首次把液压助力转向应用于汽车上。从此之后的很长一段时间里，液压助力的转向器成为了风靡全球的转向器。而在稳居了40年之后，随着工业的发展，电力逐渐进入转向器的世界，并成为其中的一个很重要的角色。随后的80年代，出现了电液助力转向器和电动助力转向器（也有人认为电液助力转向器是液压助力转向器发展到电动助力转向器的过渡产品），现在电子技术日新月异，汽车转向器又发展到了主动前轮转向系统（AFS）和线控转向系统（SBW），这些技术已经成熟。到今天，已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、

13、电子、材料等学科的综合产物。汽车转向系统的发展，总是顺应操作更加方便智能的发展方向。其中，电动助力转向系统作为现代汽车转向技术的发展趋势，有着广阔的应用和发展空间。根据我国转向系统的研究现状，以及与国外研究和发展的差距，研究和开发拥有自主知识产权的EPS具有重要意义，并将为进一步开发线控电动转向系统打下基础。1.3转向器的分类1、按照转向器动力的来源可以将其分为五大类：机械式转向器、液压助力转向器、电动助力转向器、电控液压转向器和线控转向器。机械式转向器：这种转向器依靠驾驶员转动方向盘的力作为转向的全部动力来源，无任何助力系统，这使得地面对轮胎转向的反作用力会间接地作用于驾驶员，因而地面的路况

14、就会全部反馈给驾驶员，使其转动方向盘时容易打手。由力矩=力作用长度这一公式可知，人转动方向盘的力气是有限的，在机械式转向器的传动比一定时，若要操作轻便，就必须加大作用长度，即加大方向盘的直径，这样就会使得方向盘占用较大的空间，不符合汽车整体结构优化设计的理念，因此这种转向器的应用范围受到了很大的限制。液压助力转向器：这种转向器主要由油泵、液压分配阀、和助力机构组成。其工作原理如下：皮带带动油泵，把液压油通过液压分配阀输入到助力器里面，助力器里有一个活塞，活塞两端各有一个封闭的油腔，每个油腔各有一条油道和液压阀相接。当汽车直线行驶的时候，阀处于中间位置，上、下两个油腔间接地接通，两端的油压相等，

15、助力器不起作用；当转动转向盘时，阀会偏转一个小角度，相对应的与油腔相接的油道就会打开，油进入对应一侧的油腔，油压大于另一侧油腔的油压，此时活塞就会移动，促使转向器转动，起到了助力的作用。电动助力转向器：这种转向器的助力来源是电动机，电动机是安装在车轮转向传动机构附近，电动机依靠电子控制单元对车速、转向力矩等因素的分析、执行来控制。当转动方向盘时，装在方向盘轴上的转矩传感器测出转向轴上的转矩信号，该信号与车速信号同时输入到电子控制单元。电控单元根据这些输入信号，确定助力转矩的大小和方向，就会选定完成助力转向所需的电动机的电流和电机的转动方向，调整转向辅助动力的大小。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与汽车工作状况相适应的转向作用力。电控液压助力转向器：顾名思义，这种转向器是电动助力转向器和液压助力转向器的结合体。这种转向器主要由储油罐、助力转向控制单元、电动