畢業(yè)設(shè)計-主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計與研究(編輯修改稿)
2025-01-08 19:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 輪、前 行星輪、行星架 、齒圈 形成了行星齒輪傳動；后太陽輪、后行星輪、行星架 、齒圈 也形成了行星齒輪傳動（兩個行星齒輪都為 NGW 型，即行星輪與內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合，太陽輪與行星 輪外嚙合） 兩個行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)共用一個行星架 進(jìn)行力傳遞 ，傳動比也相同， 前齒圈被固定，輸出軸的一端與 后 太陽輪連接，另一端與轉(zhuǎn)向器連接。 蝸桿由電機(jī)驅(qū)動，蝸桿與后齒圈外圈的渦輪嚙合。 4 輸入軸 前太陽輪 前行星輪 前齒圈 行星輪 蝸桿 后齒圈 后行星輪 后太陽輪 輸出軸 圖 21 雙行星輪系傳動簡圖 二、 主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作 原理 （ 1）伺服電機(jī)不工作：即蝸輪固定不動，方向盤轉(zhuǎn)角通過前太陽輪，前行星齒輪，行星架，后行星齒輪，后太陽輪輸出。此時伺服電機(jī)輸入電流為零，保證渦輪不動，此行星輪系傳動比為 1： 1。 （ 2）方向盤不動：即前太陽輪固定，此時可由伺服電機(jī)通過蝸輪，后齒圈，行星輪，后太陽輪傳遞出動力。這可使伺服電機(jī)主動的對前輪進(jìn)行調(diào)節(jié)，對車輛的不穩(wěn)定進(jìn)行自動的補(bǔ)償，提高車輛的穩(wěn)定性。 （ 3）通常情況：方向盤與伺服電機(jī)同時工作 ，此時輸出的轉(zhuǎn)角是由電機(jī)與方向盤的疊加轉(zhuǎn)角，伺服電機(jī)可根據(jù)駕駛條件自動的進(jìn)行車輛轉(zhuǎn)向傳動比的調(diào)節(jié)，從而增加或減小轉(zhuǎn)向角度。 伺服電機(jī)的主動控制是由車輛的各種傳感器如： 車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角、橫向加速傳感器等給出的信號，經(jīng)過 ECU 計算出所要疊 加轉(zhuǎn)向的角度，給伺服電機(jī)不同大小的電流來實(shí)現(xiàn)的。由此，可使前輪轉(zhuǎn)向角根據(jù) 駕駛員的意圖和不同工況 而發(fā)生連續(xù)的變化 ，達(dá)到提高車輛輕便性和駕駛穩(wěn)定性的目的。 5 第三章 主動前輪轉(zhuǎn)向的設(shè)計 一、 前 行星齒輪的設(shè)計 （ 1） 行星輪的配齒計算 此系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向疊加系統(tǒng)由雙行星輪系完成， 兩個行星輪都采用相同的2ZX（ A）行星輪。 一般的貨車角傳動比為 16～ 32，轎車的約為 12～ 20，而加入主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后， 希望達(dá)到的角傳動比變化在 10～ 20。則設(shè)定轉(zhuǎn)向器的固定傳動比為中間值 15。 先對于前行星輪進(jìn)行設(shè)計。 根據(jù) 2ZX行星齒輪 傳 動的傳動比公式 1 1 1bx bp a x a bazi i i pz? ? ? ? ? ? ? 式中 p 為行星齒輪傳動的特性參數(shù)，與傳動比有關(guān)。 p 值必須合理的選取太大或太小都是不合適的。若 p 值太大，則可能使 bz 值過大或者過小。通常內(nèi)齒輪 b 的尺寸受到了整個零件大小的限制，一般為了減小整個零件的尺寸 bz 不能過大。而中心輪 a 的尺寸又受到了最少齒數(shù)的限制 ，所以 az 不能過小。 現(xiàn)在考慮到行星輪要求尺寸小，且有一些沖擊，則選取齒數(shù) az =19 和行星輪數(shù)目 pn =3。 傳動比取為 pi =5根據(jù) 2ZX 型傳動的配齒比例關(guān)系式 ? ?2: : : : : 1 :2ppa c b a a p a apiiz z z C z z i z zn??? 計算后可得： az =19， cz =? 29， bz =76，經(jīng)查表得出最接近的齒輪系的配齒齒數(shù)為 az =19， cz =29， bz =76 （ 2） 初步計算齒輪的主要參數(shù) 齒輪材料和熱處理選擇：中心輪 a行星輪 c和 齒圈 b均采用 40Cr，表 6 面淬火 ，齒面硬度 48～ 55HRC，查表得接觸疲勞極限 limH? =1200MPa，彎曲疲勞極限 FE? =740MPa 按抗彎強(qiáng)度的初算公式計算模數(shù) m 為 11321 l i mA F F p F amdFT K K K YmKz???? mK 算式系數(shù)，對于直齒圓柱齒輪傳動 mK = 1T 嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 AK 使用系數(shù) FK? 綜合系數(shù) FpK 計算彎曲強(qiáng)度的行星輪載荷分布不均勻系數(shù) 1FaY 小齒輪的齒形 系數(shù) d? 小齒輪齒寬系數(shù) 1z 齒輪副中小齒輪齒數(shù) limF? 實(shí)驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限 現(xiàn) 取駕駛員施加在方向盤的力為普通轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的最大力大約為 100N方向盤直徑為 35cm，忽略傳動效率損失，則前行星輪太陽輪所受的扭矩為35N/m；取算式系數(shù) mK =；取使用系數(shù) AK =；取綜合系數(shù) FK? =；查得行星輪間載荷分布不均勻系數(shù) HpK =，由公式可得 FpK =1+（ ） =；查得齒形系數(shù) 1FaY =；查得齒寬系數(shù) d? =。則齒輪的模數(shù) m 為 3 23 5 1 . 6 1 . 1 1 . 1 5 2 . 11 2 . 1 1 . 0 90 . 7 5 1 9 7 4 0m ? ? ? ??? ?? 取齒輪模數(shù) m = 7 （ 3）幾何尺寸計算 求得模數(shù)之后可繼續(xù)求得其他幾 何尺寸 壓力角 ? 取標(biāo)準(zhǔn)值 20? ?? 分度圓直徑 d 112233 19 28. 5 29 43. 5 77 115 .5d m zd m zd m z? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 查得齒頂高系數(shù) *ah * 1ah ? 查得頂隙系數(shù) *C * ? 太陽輪 a 與行星輪 c為外嚙合，齒頂高 ah *12 a ah h m h m? ? ? ? 行星輪 c 與齒圈 b 為外嚙合，齒頂高 ah *1**2 2( ) ( 1 ) aaaah h m mh h h m mz? ? ?? ? ? ? ? ? 齒根高 Fh **( ) 1. 25 1. 87 5Fah h c m m? ? ? ? 全齒高 h 8 12331 . 5 1 . 8 7 5 3 . 3 7 51 . 3 5 1 . 8 7 5 3 . 2 2 5aFaFh h h hh h h? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 齒頂圓直徑 ad 1 1 12 2 23 3 32 28. 5 2 31. 52 43. 5 2 46. 52 115 .5 2 5 112 .3aaaaaad d hd d hd d h?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 齒根圓直徑 1122332 28 .5 2 1. 87 5 24 .7 52 43 .5 2 1. 87 5 39 .7 52 11 5. 5 2 1. 87 5 11 1. 75ffffffd d hd d hd d h? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 基圓直徑 bd 112233c os 28. 5 c os 20 26. 79c os 43. 5 c os 20 40. 89c os 115 .5 c os 20 108 .57bbbdddddd???? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?
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