【正文】 水平和維護：也即經(jīng)濟性和良好的維護性。表33 現(xiàn)場信號清單序號信號名稱信號類型信號源路數(shù)信號標準1車速信號模擬量輸入波形發(fā)生器1方波2角度信號數(shù)字量輸入角度傳感器1方波3轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩模擬量輸入扭矩傳感器1方波4電動機轉(zhuǎn)矩模擬量輸入扭矩傳感器1方波5轉(zhuǎn)向阻力矩模擬量輸入扭矩傳感器1方波6電動機電流模擬量輸入電動機輸出端子15~+5v7電動機電壓模擬量輸入電動機輸出端子15~+5v試驗臺用傳感器也有其自身的特殊要求。從表33中可以看出，本系統(tǒng)中待檢測的信號比較多，而且信號的種類又不同，主要有轉(zhuǎn)矩信號、速度信號、轉(zhuǎn)角信號、電流信號、電壓信號等。(1)轉(zhuǎn)速傳感器的分類及特點速度傳感器是將機械運動速度這個非電量變換成電量信號的傳感器，如果按輸出信號的模式可分為模擬式和數(shù)字式兩種，按工作原理又可分為電容式、光電式、磁電式等，其分類方法如圖36所示。測速發(fā)電機的構(gòu)造簡單可靠，耐振動沖擊，速度范圍小，但溫漂較大，不適于高溫環(huán)境。 直流測速機 模擬式轉(zhuǎn)速傳感器 同步型轉(zhuǎn)速傳感器 交流測速機 電渦流式 數(shù)字式轉(zhuǎn)速傳感器 光電式 異步型 磁電式圖36 車速傳感器的分類汽車上的速度傳感器一般用的是數(shù)字式傳感器，它以集電極開路形式輸出的脈沖表示車速，在本測試系統(tǒng)中可以用基本輸入輸出系統(tǒng)輸出的脈沖來模擬，把這脈沖分別傳送給ECU和測試微機系統(tǒng)。隨著低功耗微電子技術(shù)的發(fā)展，各類轉(zhuǎn)矩傳感器被賦予了新的生命，其性能也越來越好可測的精度與轉(zhuǎn)速也越來越高。但由于上藝成熟、牢固、可靠、價格低廉，與微電子技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合后易實現(xiàn)數(shù)字化、自動化，所以仍有十分廣闊的應(yīng)用前景。轉(zhuǎn)矩傳感器按測量原理的分類如圖37所示:(1)傳遞法(扭軸法)是根據(jù)彈性元件在傳遞轉(zhuǎn)矩時由于彈性元件的變形、應(yīng)力或應(yīng)變而引起機械、液壓、氣動、電阻、電容、電感、光學、光電、振弦等物理參數(shù)的變化而形成的轉(zhuǎn)矩傳感器，目前此類傳感器占轉(zhuǎn)矩測量的絕大部分。此種測量方法就是平人衡力法。常用這種方法的有電力測功機、水力測功機和空氣、磁粉等測功機類。一般來說誤差較大，故很少采用，只有在直接測量無法進行的時候才考慮此法。轉(zhuǎn)矩傳感器用來檢測電動助力轉(zhuǎn)向器輸入軸扭矩和轉(zhuǎn)向阻力矩，是系統(tǒng)中一個非常重要的檢測部件。圖38 JN338型數(shù)字轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器該傳感器采用兩組特殊環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器來實現(xiàn)能源的輸入及轉(zhuǎn)矩信號的輸出，從而解決了旋轉(zhuǎn)動力傳遞系統(tǒng)中能源及信號可靠地在旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分之間的傳遞問題。主要技術(shù)參數(shù)如下:表34 JN338傳感器主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)轉(zhuǎn)矩準確度過載能力絕緣電阻工作溫度線性相對濕度指標%150%200Mo20~60%90%RH第四章 試驗臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計由試驗臺的總體方案設(shè)計，運用CAD軟件設(shè)計試驗臺架。圖41 試驗臺的布置聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機械零件。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接。主要用于兩軸要求嚴格對中并在工作中不發(fā)生相對位移的地方，結(jié)構(gòu)一般較簡單，容易制造，且兩軸瞬時轉(zhuǎn)速相同，主要有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。主要用于兩軸有偏斜或在工作中有相對位移的地方，根據(jù)補償位移的方法又可分為剛性可移式聯(lián)軸器和彈性可移式聯(lián)軸器。聯(lián)軸器有些已經(jīng)標準化。典型聯(lián)軸器：(1)凸緣聯(lián)軸器：凸緣聯(lián)軸器由兩個帶凸緣的半聯(lián)軸器和聯(lián)接螺栓組成。凸緣聯(lián)軸器有兩種對中方式：一種是利用兩個半聯(lián)軸器接合端面上凸出的對中榫和凹入的榫槽相配合對中，其對中精度高，工作中靠預(yù)緊普通螺栓在兩個半聯(lián)軸器的接觸面間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩，拆裝時軸必須作軸向移動，不太方便，多用于不常拆裝的場合；另一種是采用鉸制孔用螺栓對中，工作中靠螺栓桿的剪切和螺栓桿與孔壁間的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩，其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大。圖42 凸緣聯(lián)軸器制造凸緣聯(lián)軸器的材料可采用345鋼或ZG310570，當外緣圓周速度v30 m/s時可采用HT200。根據(jù)聯(lián)軸器的工作情況系數(shù)表，選擇KA=，磁粉制動器的最大轉(zhuǎn)矩為T=100Nm，帶入公式Tca==130Nm磁粉制動器的輸入軸的直徑d=38mm，根據(jù)《機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊》選取凸緣聯(lián)軸器YL7，其額定轉(zhuǎn)矩為160Nm,大于130Nm，滿足要求，轉(zhuǎn)速較小，所以選取材料為HT200。柱銷的一端以圓錐面與一半聯(lián)軸器上的圓錐孔相配合，并用螺母固定。因彈性套的彈性變形和間隙配合，從而使聯(lián)軸器具有補償兩軸相對位移的能力和緩沖吸陣的功能。半聯(lián)軸器的材料常用TH200，有時也采用ZG310570，柱銷材料多用45鋼，彈性套采用耐油橡膠制成。彈性套柱銷聯(lián)軸器可從有關(guān)標準中選用，必要時應(yīng)驗算彈性套與孔壁的擠壓強度和柱銷的剪切強度。彈性套的擠壓面積AbS=bd查手冊b=23mm，d=12mmAbS==F=FS=AbSbS帶入數(shù)值bS==滿足要求特點：緩沖吸振，可補償較大的軸向位移，微量的徑向位移和角位移。圖43 彈性套柱銷聯(lián)軸器(3)萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器有多種結(jié)構(gòu)型式，例如：十字軸式、球籠式、球叉式、凸塊式、球銷式、球鉸式、球鉸柱塞式、三銷式、三叉桿式、三球銷式、鉸桿式等，最常用的為十字軸式，其次為球籠式，萬向聯(lián)軸器的共同特點是角向補償量較大，不同結(jié)構(gòu)型式萬向聯(lián)軸器兩軸線夾角不相同，一般≤5176。之間。萬向聯(lián)軸器最大的特點是具有較大的角向補償能力，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高。圖44 萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器與EPS系統(tǒng)連接，可以補償各部件高度上的微小差別，保證試驗臺的正常運轉(zhuǎn)。鍵的許用應(yīng)力[]=60MPa，[]=100MPa。下面對鍵的強度進行校核。將平鍵沿nn截面分成兩部分，并把nn以下部分和軸作為一個整體來考慮。其次校核鍵的擠壓強度。可選用此平鍵。液壓滑臺如圖45，通過控制電磁閥來控制液壓缸，實現(xiàn)滑臺的運動，在此就不設(shè)計液壓缸了。如圖46，用于固定磁粉制動器，使其能正常工作。47 減速機構(gòu)支架轉(zhuǎn)向電機支架和減速機構(gòu)支架相似，但要滿足轉(zhuǎn)向電機的要求，如圖48。本文對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理進行了分析。主要完成以下工作：完成了電動助力試驗臺總體方案的確定和設(shè)計，根據(jù)需要選擇了試驗臺用轉(zhuǎn)矩傳感器，磁粉制動器，聯(lián)軸器，電動機，液壓滑臺。用CAD設(shè)計了試驗臺總框架圖和總裝配圖，非標準的零件圖。本設(shè)計只是對電動助力轉(zhuǎn)向試驗臺機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，軟件設(shè)計和硬件設(shè)計由另外兩位同學來完成。由于本人能力有限，所以不足之處還請大家?guī)兔χ赋觥?參考文獻(第三版下冊)[M].北京: 機械工業(yè)出版社,(第四版)[M].北京: 機械工業(yè)出版社,. 汽車理論(第三版)[M].北京: 機械工業(yè)出版社,2004,[J].公路交通科技,2001(3): 2328,[J].長安大學學報(自然科學版), 2004(24): 3437,[J].汽車科技2001.(3): 1722,(第二版)[M].北京: 機械工業(yè)出版社，[M].北京: 機械工業(yè)出版社,[D].合肥工業(yè)大學碩士學位論文,2003 song, Kwangsuck Boo. Model development and control methodology of a new electric power steering system[J].Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part D, Journal of Automobile Engineering, 2004, 218汽車電動助力轉(zhuǎn)向試驗臺的研究啟迪了我的思維，開拓了我的視野，鍛煉了我的能力。在此論文完成之際，謹向您致以最誠摯的敬意！您淵博的學識、求實的作風、具有開拓性的科學研究和對事業(yè)的執(zhí)著追求精神，讓我體會到了現(xiàn)代學者的風采，同樣感到親人般的溫暖和關(guān)愛。還要感謝東華轉(zhuǎn)向器公司對我的幫助。在這里我還要感謝我的父母，感謝你們對我養(yǎng)育，感謝各位老師，感謝你們傳授我知識，教我做人，感謝同學陪伴，感謝所有幫助過我的人，感謝你們讓我順利完成了大學學習以及生活。 an ECU, which performs calculations on assisting force based on signals from the torque sensor。 and a reduction gear, which increases the turning force from the motor and transfers it to the steering mechanism. EPS is available in two types: a column type in which the reduction gear is located directly under the steering wheel, and a pinion type in which the reduction gear is attached to the pinion of the rack and pinion assembly. Each type of EPS system is speedsensitive—vehicle speed and engine rotation signals are input from the vehicle into the ECU. shows a vehicle with columntype EPS. The main purpose of any power steering system is, of course, to provide assist to the driver. This is achieved by the torque sensor, which measures the driver’s torque and sends a signal to the controller proportional to this torque. The controller also receives steering position information from the position sensor that is collocated with the torque sensor and together they make up the Sensor. The torque and position information is processed in the controller and an assist mand is generated. This assist mand is further modulated by the vehicle speed signal, which is also received by the controller. This mand is given to the motor, which provides the torque to the assist mechanism. The gear mechanism amplifies this torque, and ultimately the loop is closed by applying the assist torque to the steering column. The power source is from the battery (12V). EPS SystemB. Input and Output Signals on ECU The three primary roles and corresponding functions of the ECU in EPS systems are : 1). Power steering functions Generate assisting force (motor current) pursuant to vehicle speed and input torque to ensure appropriate steering power throughout vehicle speed range. 2). Selfdiagnosis and failsafe functions Monitor the EPS system ponents for failure. Upon detecting any failure, controls EPS functions depending on the influence of the failure and warns the driver. Also, stores the failure location in the ECU. 3). Communication functions Data stored in the ECU can be read and EPS system functions checked using external munication equipment.To realiz