【正文】 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在20世紀(jì)50年代，美國(guó)TRW公司對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提出了大膽的設(shè)想，將轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間的機(jī)械連接用控制信號(hào)取代。電動(dòng)助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一系列優(yōu)點(diǎn)都標(biāo)志著其有廣闊的發(fā)展前景。該系統(tǒng)需要扭矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、車速傳感器、電機(jī)、減速器以及電子處理單元ECU組成。作為新一代轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電動(dòng)助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將電子技術(shù)和車輛機(jī)械技術(shù)良好地結(jié)合起來(lái)。目前電液助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在轎車上得到了廣泛的運(yùn)用。它通過(guò)電磁閥控制助力油壓隨車速變化而變化，在汽車低速或急轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)向輕便；在高速行駛時(shí)有較好的手感。汽車在高速運(yùn)行或者低速運(yùn)行和停車時(shí)，很難保證駕駛員有適度的手感；同時(shí)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性變差；停車時(shí)無(wú)法提高助力等都制約了其發(fā)展。它以發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力作為油泵的能量來(lái)源，用液壓力增加駕駛員的操縱力。隨著轉(zhuǎn)向系的發(fā)展，出現(xiàn)了助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這在一定程度上緩解了轉(zhuǎn)向輕便性和靈敏性這一矛盾。當(dāng)力傳動(dòng)比大時(shí)，轉(zhuǎn)向省力，轉(zhuǎn)向輕便性好但是轉(zhuǎn)向靈敏性就變差；當(dāng)角傳動(dòng)比大時(shí)，轉(zhuǎn)向靈敏性好了，但轉(zhuǎn)向需要很大的力，轉(zhuǎn)向輕便性達(dá)不到要求。機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用較多，現(xiàn)在所有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都要求有機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以保證轉(zhuǎn)向的安全可靠性。汽車轉(zhuǎn)向系經(jīng)歷100多年的發(fā)展歷史，經(jīng)歷了機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——液壓助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——電液助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——電動(dòng)助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。助力式轉(zhuǎn)向系由于轉(zhuǎn)向操縱輕便靈活，能夠吸收路面對(duì)車輪沖擊等優(yōu)點(diǎn)已在汽車制造業(yè)中被普遍采用。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)汽車工業(yè)得到長(zhǎng)足發(fā)展。本次設(shè)計(jì)帕薩特轉(zhuǎn)向系，在保證以上要求的同時(shí)，采用當(dāng)前較為流行的仿真技術(shù)，能降低工程制造的測(cè)試費(fèi)用，在產(chǎn)品制造出來(lái)之前，就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，完善設(shè)計(jì)方案，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，減少所需的物理樣機(jī)的數(shù)量。汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是一個(gè)較為復(fù)雜的空間機(jī)構(gòu)，是通過(guò)對(duì)左右轉(zhuǎn)向車輪不同角度之間的合理匹配來(lái)保證車輛沿著設(shè)想的軌跡運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。如何設(shè)計(jì)汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使汽車具有良好的操縱性能，始終是各汽車廠家和科研機(jī)構(gòu)的重要課題。帕薩特轉(zhuǎn)向系的優(yōu)化設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要 I第1章 緒論 1 本課題研究的意義和目的 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 本課題主要研究?jī)?nèi)容 4第2章 帕薩特電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 5 5 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理 5 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)構(gòu)組成及特點(diǎn)介紹 6 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)及工作原理 10 12 13 15 17 20 22 22 23 23第3章 轉(zhuǎn)向系的三維實(shí)體建模 25 25 27 29第4章 ADAMS優(yōu)化轉(zhuǎn)向梯形 30 30 31 32 ADAMS/Insight優(yōu)化 32 32 33 ADAMS/View Evaluation優(yōu)化 34 34 35結(jié)論 37致 謝 38參考文獻(xiàn) 39II哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第1章 緒論 本課題研究的意義和目的汽車在行駛過(guò)程中，為了適應(yīng)各種道路情況和行駛條件，經(jīng)常需要改變或修正行駛方向。它對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性有重要的影響，因此，對(duì)于一部汽車來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)尤為重要。特別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T多樣化、車流密集化的今天，汽車的操縱穩(wěn)定性設(shè)計(jì)顯得尤為重要[1]。對(duì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求能保證汽車有高的機(jī)動(dòng)性；在轉(zhuǎn)向盤和各轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角間應(yīng)保證在運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)關(guān)系的協(xié)調(diào)；同時(shí)，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與懸架轉(zhuǎn)向裝置的運(yùn)動(dòng)干涉應(yīng)最小。同時(shí)能夠分析動(dòng)力學(xué)特性，用軟件在理論上分析汽車行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向時(shí)如何動(dòng)作以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中各轉(zhuǎn)向機(jī)關(guān)鍵部件的受力情況，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和仿真模擬，分析各部件最佳運(yùn)行狀態(tài)的條件以及如何改善轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并使整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，滿足帕薩特車型的設(shè)計(jì)要求。作為汽車關(guān)鍵部位的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也得到迅猛發(fā)展，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已由純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系向助力式轉(zhuǎn)向系發(fā)展。其中助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)得到了廣泛的使用。幾種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以人力為動(dòng)力來(lái)源，所有傳遞力的零件都是機(jī)械的，它由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。轉(zhuǎn)向系的力傳動(dòng)比和角傳動(dòng)比成反比關(guān)系。因此機(jī)械式轉(zhuǎn)向系在同時(shí)滿足轉(zhuǎn)向輕便性和轉(zhuǎn)向靈敏性的要求是十分有限的，這也制約了機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的發(fā)展。液壓助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加液壓系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的。因此可以在一定程度上減小轉(zhuǎn)向系的力傳動(dòng)比，增大角傳動(dòng)比，從而緩解轉(zhuǎn)向“輕”與“靈”的矛盾。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)速度的要求越來(lái)越高，汽車速度也在不斷的提高，液壓助力式轉(zhuǎn)向系的不足開(kāi)始顯現(xiàn)出來(lái)。電液助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用電機(jī)取代發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵的方式發(fā)展而來(lái)的。但是它結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，價(jià)格更昂貴，同時(shí)并沒(méi)有克服液壓助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)效率低、能耗大等缺點(diǎn)。它采用電力取代了液壓系統(tǒng)提供助力，系統(tǒng)更加簡(jiǎn)化、性能也更加優(yōu)良。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)及提供扭矩大小都有ECU控制。電動(dòng)助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)擁有控制簡(jiǎn)單、響應(yīng)快、方便改善助力大小及轉(zhuǎn)向路感；零部件少、工作可靠、容易檢修調(diào)整；低溫環(huán)境下工作性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。但是也有一些不足制約著其發(fā)展，例如：目前還缺乏該系統(tǒng)的成熟理論，一旦設(shè)計(jì)不合理將嚴(yán)重威脅到汽車安全和人生財(cái)產(chǎn)安全。1900年，德國(guó)奔馳公司將線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運(yùn)用到其概念車F400Carving上。2004年同濟(jì)大學(xué)研究的“春暉三號(hào)”就運(yùn)用了線控轉(zhuǎn)向技術(shù)。隨著轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)向裝置也發(fā)生了很大變化。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在西歐小客車上獲得較大發(fā)展。大、小型貨車也大多采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器?，F(xiàn)今不同類型的轉(zhuǎn)向器的使用情況大致如下：其它類型的轉(zhuǎn)向器正在逐漸被淘汰。，日美主要發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，其市場(chǎng)也超過(guò)90%；而在西歐則大力發(fā)展齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，比重也超過(guò)50%，法國(guó)則高達(dá)95%。；而大型車則主要以循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器為主。最終對(duì)轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)配圖和其中的主要部件進(jìn)行工程制圖。，結(jié)構(gòu)及工作原理。 。第2章 帕薩特電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electric Power Steering，縮寫EPS）是一種直接依靠電機(jī)提供輔助扭矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)HPS（Hydraulic Power Steering）相比，EPS系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理圖21 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理如下：首先，轉(zhuǎn)矩傳感器測(cè)出駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤上的操縱力矩，車速傳感器測(cè)出車輛當(dāng)前的行駛速度，然后將這兩個(gè)信號(hào)傳遞給ECU；ECU根據(jù)內(nèi)置的控制策略，計(jì)算出理想的目標(biāo)助力力矩，轉(zhuǎn)化為電流指令給電機(jī)；然后，電機(jī)產(chǎn)生的助力力矩經(jīng)減速機(jī)構(gòu)放大作用在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上，和駕駛員的操縱力矩一起克服轉(zhuǎn)向阻力矩，實(shí)現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向。但隨著汽車微電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車節(jié)能性和環(huán)保性要求不斷提高，該系統(tǒng)存在的耗能、對(duì)環(huán)境可能造成的污染等固有不足已越來(lái)越明顯，不能完全滿足時(shí)代發(fā)展的要求?！　‰妱?dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將最新的電力電子技術(shù)和高性能的電機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，能顯著改善汽車動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能、提高行駛中駕駛員的舒適性和安全性、減少環(huán)境的污染等。液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓油泵，使液壓油不停地流動(dòng)，浪費(fèi)了部分能量。而且,能量的消耗與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向及當(dāng)前的車速有關(guān)。該系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了按需供能，是真正的按需供能型（ondemand）系統(tǒng)。由于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)而且沒(méi)有液壓油管，對(duì)冷天氣不敏感，系統(tǒng)即使在40℃時(shí)也能工作，所以提供了快速的冷起動(dòng)。不使用液壓泵，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)的寄生能量損失，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，裝有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛和裝有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，在不轉(zhuǎn)向情況下，%，在使用轉(zhuǎn)向情況下，%。在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，電動(dòng)助力機(jī)與助力機(jī)構(gòu)直接相連可以使其能量直接用于車輪的轉(zhuǎn)向。因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗擾動(dòng)能力大大增強(qiáng)和液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，旋轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生于電機(jī)，沒(méi)有液壓助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向遲滯效應(yīng)，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向車輪對(duì)轉(zhuǎn)向盤的跟隨性能。直到今天，動(dòng)