汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(文件)
【正文】 承載式車身的前輪驅(qū)動汽車用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)。轉(zhuǎn)向器的正確安裝對保證轉(zhuǎn)向橫拉桿與懸架下擺臂的平行關(guān)系有重要作用。主動小齒輪齒數(shù)多數(shù)在5～7個齒范圍變化，壓力角取20176。變速比的齒條壓力角，對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)在12176。主動小齒輪選用16MnCr5或15CrNi6材料制造，而齒條常采用45鋼制造。 （313）=(5) 確定載荷系數(shù)，由,；對稱布置，??；取則(6) 修正法向模數(shù) （314）圓整為標準值，取(1) 分度圓直徑 （315）(2) 齒頂圓直徑 =16+2(1+0)=21 （316）(3) 齒根圓直徑 =162= （317）(4) 齒寬b （318）因為相互嚙合齒輪的基圓齒距必須相等，即。當轉(zhuǎn)向輪右轉(zhuǎn)30176。=80 ====== 轉(zhuǎn)向橫拉桿的運動分析簡圖同理計算轉(zhuǎn)向輪左轉(zhuǎn)30176。由《機械設(shè)計》[4]查得，=60/100=。 齒輪軸校核分析圖本章小結(jié)本章是電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計，主要內(nèi)容如下：(1) 介紹了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一種設(shè)計方法，這種設(shè)計方法是有其可行性的，能夠設(shè)計出符合助力要求的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該設(shè)計方法在現(xiàn)實中是比較合適的。其中, 與之配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)同傳統(tǒng)的整體式轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)相比有其特殊之處。因此, 齒條3既是轉(zhuǎn)向器的傳動件又是轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)中三段式橫拉桿的一部分。對于選定的轉(zhuǎn)向器, 其齒條兩端球鉸中心距也為已知定值。以汽車左轉(zhuǎn)彎為例, 此時右輪為外輪, 外輪一側(cè)的桿系運動如圖42所示。把公式(42)和(45)結(jié)合起來便可將表示為的函數(shù),記作:反之, 也可利用公式(44)求出對應(yīng)于任一內(nèi)輪轉(zhuǎn)角的齒條行程S, 再將S代入公式(43)即可求出相應(yīng)的外輪轉(zhuǎn)角。圖44理想的內(nèi)、外輪轉(zhuǎn)交關(guān)系 設(shè)計變量與約束條件對于給定的汽車和選定的轉(zhuǎn)向器, 轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)尚有梯形臂長、底角γ和安裝距離h三個設(shè)計變量。即有:式中 Smax——最大轉(zhuǎn)角或所對應(yīng)的齒條行程[S]——轉(zhuǎn)向器的許用齒條行程因所以由公式(1)或(3)可知：一般來說{ }內(nèi)的數(shù)值很小, 故在估算齒條行程時可略去不計, 即可粗略地認為：所以當選定時，的可取值范圍為： （412） 或 （413）(412)式和(413)式是等價的，使用時可根據(jù)具體情況任取其中之一作為約束條件。而且對應(yīng)于同一齒條行程, 內(nèi)輪一側(cè)的傳動角總是比外輪一側(cè)的傳動角要小。, 但一般后置式轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)的都偏小。以176。在選擇h時應(yīng)充分注意到這一點, 但h過小會造成橫拉桿與齒條間夾角ζ過大?？偟目磥?，只要、γ和h三者選配的恰當，其差別是很小的。汽車的轉(zhuǎn)向性能是汽車的主要性能之一，它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。本文就是對汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)做了初步的研究，主要以電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為研究對象。(2) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總體設(shè)計。對齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器進行了具體的設(shè)計和計算，根據(jù)任務(wù)要求完成了齒輪軸和齒條的部分計算。與齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。 致謝 參考文獻1 :6152 ，2010 3 ，20084 王黎欽，20085 余志生，20106 王連明，20107 ，20048 (ECU)的研究. 武漢理工大學，20079 ，200410 ，200511 ，200612 劉敏，田超，200813 馮櫻，肖生發(fā)，200114 張輝，2007 附錄1 43。由于時間緊張和水平有限，對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究不是十分的完善，對于EPS系統(tǒng)的分析還有待更進一步的深入研究，比如對EPS系統(tǒng)的仿真分析、電機的控制原理和EPS系統(tǒng)模型的建立等內(nèi)容。簡單的介紹了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器組成和工作原理。(3) EPS系統(tǒng)的設(shè)計方法和轉(zhuǎn)向器的設(shè)計。本論文完成的主要內(nèi)容如下：(1) 汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的介紹。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用全新的控制模式，最新的電子技術(shù)和高性能的電機控制技術(shù)，能夠根據(jù)車輛不同的行駛狀況調(diào)節(jié)助力，擁有更好的轉(zhuǎn)向操控性和節(jié)能效果。 結(jié)論在道路上行駛的各種機動車輛中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是它們必備的一個重要組成部分。, 以此作為約束條件即要滿足聯(lián)立不等式： 由此可解得：由于轉(zhuǎn)向器處于中立狀態(tài)時（即），值較小，故可近似地認為：于是可得h的取值范圍：＜h≤(414) 研究結(jié)論研究得到，對于同一，隨著γ增大，σi略有減小，但要求安裝距離h相應(yīng)地增大，同時ζmax也隨之加大。時176。以內(nèi)即使是大轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向, 也是從小轉(zhuǎn)角開始, 而且速度較低, 所以取23176。傳動角過小會造成有效分力過小,表現(xiàn)為轉(zhuǎn)向沉重或回正不良。傳動角是指轉(zhuǎn)向梯形臂與橫拉桿所夾的銳角。而及h的選擇則要結(jié)合約束條件來考慮。為了綜合評價在全部轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)兩者接近的精確程度, 并考慮到在最常使用的中小轉(zhuǎn)角時希望兩者盡量接近, 因此建議用兩函數(shù)的加權(quán)均方根誤差作為評價指標。圖42外輪一側(cè)桿系運動情況取梯形右底角頂點O為坐標原點, X、Y軸方向如圖52所示, 則可導出齒條行程S與外輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系： (42)另外，由圖42可知： ∴ (43)而內(nèi)輪一側(cè)的運動則如圖43所示, 齒條右移了相同的行程S, 通過左橫拉桿拉動左梯形臂轉(zhuǎn)過。而橫拉桿長則可由轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的上述參數(shù)以及已知的汽車參數(shù)K和轉(zhuǎn)向器參數(shù)M來確定。安裝時, 齒條軸線應(yīng)與汽車縱向?qū)ΨQ軸垂直, 而且當轉(zhuǎn)向器處于中立位置時, 齒條兩端球鉸中心應(yīng)對稱地處于汽車縱向?qū)ΨQ軸的兩側(cè)。轉(zhuǎn)向軸1的末端與轉(zhuǎn)向器的齒輪軸2直接相連或通過萬向節(jié)軸相連, 齒輪2與裝于同一殼體的齒條3嚙合, 外殼則固定于車身或車架上。(3) 根據(jù)已知條件，對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器進行了齒輪軸和齒條的設(shè)計計算。aa截面左側(cè)查得；由表查得絕對尺寸系數(shù)軸經(jīng)磨削加工，查得質(zhì)量系數(shù)β=。=235000/16=4375== 齒輪軸的強度校核(1) 畫軸的受力簡圖。=160cos30176。 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向橫拉桿的運動分析當轉(zhuǎn)向盤從鎖點向鎖點轉(zhuǎn)動，每只前輪大約從其正前方開始轉(zhuǎn)動30176。（五） 齒輪軸和齒條的設(shè)計計算、熱處理方式及計算許用應(yīng)力(1) 選擇材料及熱處理方式小齒輪16MnCr5 滲碳淬火，齒面硬度5662HRC大齒輪 45鋼 表面淬火，齒面硬度5256HRC(2) 確定許用應(yīng)力 a)確定和 b)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)、。范圍內(nèi)變化?！?5176。圖34 轉(zhuǎn)向器的安裝位置（四） 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計要求 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的齒輪多數(shù)采用斜齒圓柱齒輪。在轉(zhuǎn)向器與支承托架之間裝有大的橡膠隔振墊，這些襯墊有助于減少路面的噪聲、振動從轉(zhuǎn)向器傳到底盤和客艙。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的正確安裝高度，使轉(zhuǎn)
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