【正文】 化；工作平穩(wěn)可靠；齒條和齒扇之間的間隙調(diào)整容易；適合用來做整體式動力轉(zhuǎn)向器。圖21 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的形式 根據(jù)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形相對前軸位置的不同，在汽車上有四種布置形式：轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，前置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，前置梯形，見圖22。 （1）齒輪齒條式 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、體積小、質(zhì)量輕；傳動效率高達(dá)90%；可自動消除齒間間隙；沒有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大；制造成本低。 （5）轉(zhuǎn)向輪碰到障礙物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。 轉(zhuǎn)向系應(yīng)滿足如下基本要求[4]： （1）汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車輪不應(yīng)有側(cè)滑。轉(zhuǎn)向軸式對空間緊湊的經(jīng)濟(jì)型轎車很適合。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖14。而EPS系統(tǒng)只在轉(zhuǎn)向時(shí)電動機(jī)才提供助力，因而能減少能量消耗，并能在各種行駛工況下提供最佳的轉(zhuǎn)向助力。圖12 PEPS 轉(zhuǎn)向齒條助力式 齒條助力式電動助力轉(zhuǎn)向器(REPS)的助力電機(jī)和減速增扭機(jī)構(gòu)則直接驅(qū)動齒條提供助力(圖13)。但由于助力電機(jī)安裝在駕駛艙內(nèi)，受到空間布置和噪聲的影響，電機(jī)的體積較小，輸出扭矩不大，一般只用在小型及緊湊型車輛上。 轉(zhuǎn)向軸助力式 轉(zhuǎn)向軸助力式電動助力轉(zhuǎn)向器(CEPS)的助力電機(jī)固定在轉(zhuǎn)向柱的一側(cè)，通過減速增扭機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸相連，直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向軸助力轉(zhuǎn)向(圖11)。國內(nèi)的清華大學(xué)早在1992年就開始了EPS研究。此后，其應(yīng)用范圍從微型轎車向大型轎車和客車方向發(fā)展。關(guān)鍵詞：汽車,電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向器，齒輪齒條,計(jì)算AbstractElectric Power Steering（EPS）System is a new type steering system, which can save energy, improve vehicle safety, and benefit environment protection. It’s a newhightech that follows modern vehicle development topic closely. EPS is much superior to hydraulic power steering system. It will be the inevitable developing direction for automobile power steering.The electric power steering (EPS) system can solve the contradiction between steering handiness and delicacy that exists in small type of cars. It enable the driver to obtain stronger road sense when drive in high speed and bigger assist when drive in slow speed. According to by ECU to dish torque signal control motor clutch, make the motor when in need not stop working, reduce boost of energy consumption, this system can satisfy different speeds get different dynamical characteristics requirement.The thesis is for the design of auto electric power steering. First, it discussed development history, EPS development present situation, the principle, and the structure. Then determine rack and pinion type steering with design. Design and calculate steering gear and rack, and test rack and pinion gear surface contact strength and tooth root bending , maked the pinion and rack and assembly drawing by using AUTOCAD software.Keywords: automobile，EPS, steering gear, rack and pinion,calculate1. 緒論隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸追求安全、舒適、輕便的駕駛環(huán)境，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由普通轉(zhuǎn)向系統(tǒng)向動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展。目 錄摘 要……………………………………………………………………………………ⅠAbstract…………………………………………………………………………………Ⅱ1 緒論…………………………………………………………………………………1 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類…………………………………………………………1 EPS系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀……………………………………………………1 EPS的分類…………………………………………………………………………1 轉(zhuǎn)向軸助力式………………………………………………………………1 轉(zhuǎn)向小齒輪助力式…………………………………………………………2 轉(zhuǎn)向齒條助力式……………………………………………………………2 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) …………………………………………………3 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理…………………………………………………32 EPS方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………5 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)選型…………………………………………………………5 機(jī)械部分系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………5 機(jī)械部分設(shè)計(jì)要求分析……………………………………………………5 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析……………………………………………………5 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器布置和結(jié)構(gòu)形式的選擇………………………………7 轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)方案分析……………………………………………………8 控制部分系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………8 控制部分性能要求分析……………………………………………………8 控制部分方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………103 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)………………………………………………………………12 整車性能參數(shù)……………………………………………………………………12 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)和計(jì)算………………………………………………12 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器計(jì)算載荷的確定…………………………………………12 轉(zhuǎn)向器基本部件設(shè)計(jì)………………………………………………………15 齒輪軸和齒條的材料選擇及強(qiáng)度校核……………………………………21 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向橫拉桿的運(yùn)動分析…………………………………24 齒輪齒條傳動受力分析……………………………………………………25 間隙調(diào)整彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………25 齒輪軸軸承的校核…………………………………………………………27 鍵的計(jì)算……………………………………………………………………284 EPS的關(guān)鍵部件和控制策略…………………………………………………………29 EPS的關(guān)鍵部件選型……………………………………………………………29 電動機(jī)………………………………………………………………………29 電磁離合器…………………………………………………………………29 減速機(jī)構(gòu)……………………………………………………………………30 扭矩傳感器…………………………………………………………………30 電流傳感器…………………………………………………………………31 EPS的電流控制…………………………………………………………………31 助力控制…………………………………………………………………………32 阻尼控制…………………………………………………………………………32 回正控制…………………………………………………………………………335 EPS電機(jī)驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)……………………………………………………………34 微控制器的選擇…………………………………………………………………34 硬件電路總體框架………………………………………………………………34 電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)………………………………………………………………35 H橋上側(cè)橋臂MOSFET功率管驅(qū)動電路設(shè)計(jì)………………………………35 橋臂的功率MOSFET管驅(qū)動電路…………………………………………36 蓄電池倍壓工作電源……………………………………………………………37 電機(jī)驅(qū)動電路臺架試驗(yàn)…………………………………………………………376 結(jié)論……………………………………………………………………………………39致謝………………………………………………………………………………………40參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………41摘 要電動助力轉(zhuǎn)向 (Electric Power Steering,簡稱EPS)系統(tǒng),是繼液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后出現(xiàn)的一種新型動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),具有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢,它不僅能節(jié)約能源,提高安全性,還有利于環(huán)境保護(hù),是一項(xiàng)緊扣現(xiàn)代汽車發(fā)展主題的高新技術(shù),是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。本論文為汽車電動助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),首先對EPS的發(fā)展歷程、發(fā)展現(xiàn)狀、原理、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了闡述，然后確定了以齒輪齒條式轉(zhuǎn)向?yàn)槔M(jìn)行設(shè)計(jì)，對齒輪、齒條、轉(zhuǎn)向器等進(jìn)行了設(shè)計(jì)與計(jì)算，并對齒輪齒條的齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校核，最后利用AUTOCAD軟件繪制了齒輪、齒條及裝配圖。1988年日本鈴木公司首次開發(fā)出一種全新的電子控制式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并裝在其生產(chǎn)的Cervo車上，隨后又配備在Alto上。在國內(nèi)，EPS技術(shù)大多還處于實(shí)驗(yàn)室開發(fā)研究階段，部分科研院所已經(jīng)進(jìn)入了裝車實(shí)驗(yàn)。 EPS的分類電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按照電動機(jī)布置位置的不同，可以分為：轉(zhuǎn)向軸助力式(Columnassisttype EPS)、齒輪助力式(Pinionassisttype EPS)、齒條助力式(Rack—assisttype EPS)3種。此外，CEPS的助力提供裝置可以設(shè)計(jì)成適用于各種轉(zhuǎn)向柱，如固定式轉(zhuǎn)向柱