汽车转向系统设计论文

毕业设计

题 目 汽车电动助力转向系统设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 班 级 机自0708 学 生 刘 雷 学 号 20070403109 指导教师 门 秀 花

二〇一 一年五月 二十九 日

济南大学毕业设计

1 前 言

汽车转向系统是实现对汽车的准确操控，保证汽车驾驶安全的关键。因此，对电

动助力转向系统的设计，必须保证其安全可靠。这就要求设计者对汽车转向原理充分的了解，并具有扎实的机械设计理论知识。

1.1 选题背景和意义

转向系统作为汽车的非常重要的组成部分是决定汽车行驶安全的关键。如何设计汽车的转向系统，让汽车操纵起来更加灵活方便，一直都是各汽车公司和研发单位的重要研究项目。特别是在车辆速度越来越快、驾驶人员非职业化、车流越来越密集的今天。如今面对驾驶层次不同的人群，如何使汽车的转向系统更人性化就显得特别重要。汽车电

哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 帕萨特转向系的优化设计

摘 要

汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定角度。因此汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。

目前在所有前置-前轮驱动轿车上采用的都是齿轮齿条式转向器，一些前置-后轮驱动轿车也采用这种转向器。而电动助力转向系统是目前乘用车最为广泛使用的助力形式。故本文以动力转向系统中的齿轮齿条式电动助力转向系统为主要研究对象。

本文以帕萨特车型的转向系统为研究对象，设计的主要内容是：首先分析了本课题研究的目的和意义，分析了电动助力转向系统的工作原理和类型，并对其关键部件进行解释说明，分析了其助力特性。然后重点进行了转向系统的结构参数设计计算，确定了转向系计算载荷，分析了转向系统的设计要求，并对关键部件进行了结构设计。设计转向系中转向器和转向传动机构，并进行三维建模，绘制了转向传动系统、转向操纵系统及主要零部件的工程图，在此基础上使用ADAMS软件对转向系进行优化。

关键词：转向系统；优化设计；转向阻力；转向器

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哈尔滨工业大学

西安航空职业技术学院

毕 业 论 文

论文题目： 汽车电动助力转向系统

所属系部： dddddddddd

指导老师： ssssss 职 称： aaaaa

学生姓名： xx 班级、学号: xxxxxxxx

专 业： ssasdas

西安航空职业技术学院制

2011 年 4 月 25 日

西安航空职业技术学院 毕业设计论文

汽车电动助力转向系统

【摘要】

本论文主要阐述了汽车电动助力转向系统在我们的生活当中汽车使用过程中带来的方便作用和它的工作原理以及维护维修方法。汽车工业作为我过的支柱产业，在国民经济中起着重要作用。汽车转向器作为汽车的重要零部件，其性能的好坏直接影响着汽车行驶的安全性和可靠性。我国在发展汽车零部件的政策规划中，已将转向器列为优先发展的25种汽车关键零部件之一。随着世界上电子技术的迅猛发展，汽车转向系统已经从传统机械转向、液压助力转向、电控液压助力转向，发展到电动助力转向系统（Electric Hydr

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汽车转向系统介绍

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汽车转向系统 概述 功用 要求 类型 四轮转向系统 汽车转向技术的发展趋势

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转向系概述在汽车行驶中，转向运动是最基本的运动。我们通过斱向盘来 操纵和控制汽车的行驶斱向，仍而实现自己的行驶意图。 在现代汽车上，转向系统是必丌可少的最基本的系统之一，它 也是决定汽车主动安全性的关键总成。 如何设计汽车的转向特性，使汽车具有良好的操纵性能，始终 是各汽车厂家和科研机构的重要课题。特别是在车辆高速化、 驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多丌同的驾 驶人群，汽车的操纵性设计显得尤为重要。

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转向系功用汽车转向系的功用是改变和保持汽车的行驶斱向。 当汽车需要改变行驶斱向旪，必须使转向轮绕主销轴线偏转 一定角度，直到新的行驶斱向符合驾驶员的要求旪，再将转 向轮恢复到直线行驶位置。这种由驾驶员操纵转向轮偏转和 回位的-套机构，称为汽车转向系。

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转向系统要求安静、噪声小 文 本

良好的操纵性

文本

文 本

适当的路面反 馈量

合适的转向力 不位置感

文 本

具体要 求

文本

工作可靠

具有回正功能

文本

文本

节省能源

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转向系类型汽车转向系按转向能源的丌同分为机械转向系和动力转向系 两大类。

轻型汽车转向系设计

2009 年 6 月

西南交通大学本科毕业设计 第I页

摘 要

汽车在行驶的过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓的汽车转向。汽车的转向系统是一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专用机构，本文的研究内容即是轻型汽车的转向系设计。

本文针对的是与非独立悬架相匹配的整体式两轮转向机构。利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识，首先对汽车总体参数进行设计，在此基础上，对转向器，转向传动机构进行选择，接着再对转向器和转向传动机构（主要是转向梯形）进行设计，最后，利用软件AUTOCAD完成转向梯形和转向器的设计图纸。

转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器，在对转向器的设计中，包括了螺杆—钢球—螺母传动副的设计和齿条—齿扇传动副的设计，前者是基于参照同类汽车，确定出钢球中心距，设计出一系列的尺寸，而后者则是根据汽车前轴的载荷来确定出齿扇模数，再由此设计出所有参数的。

转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形，本文在设计中借鉴同类汽车转向梯形设计的经验尺寸对转向梯形进行尺寸初选。再通过对转向内轮实际达到的最大偏转角时与转向外轮理想最大偏转角度的差值的检验，和作为一个四杆机构对其最小传动角的

7.转向梯形结构设计图形 (13)

8.结论 (15)

转向梯形机构优化设计方案

一、转向梯形机构概述

转向梯形机构用来保证汽车转弯行驶时所有车轮能绕一个瞬时转向中心，在不同的圆周上做无滑动的纯滚动。设计转向梯形的主要任务之一是确定转向梯型的最佳参数和进行强度计算。一般转向梯形机构布置在前轴之后，但当发动机位置很低或前轴驱动时，也有位于前轴之前的。转向梯形有整体式和断开式两种，选择整体式或断开式转向梯形方案与悬架采用何种方案有联系。无论采用哪一种

3

方案，必须正确选择转向梯形参数，做到汽车转弯时，保证全部车轮绕一个瞬时转向中心行驶，使在不同圆周上运动的车轮，作无滑动的纯滚动运动。同时，为达到总体布置要求的最小转弯直径值，转向轮应有足够大的转角。

二、整体式转向梯形结构方案分析

图5.1 整体式转向梯形

1—转向横拉杆2—转向梯形臂3—前轴

整体式转向梯形是由转向横拉杆1，转向梯形臂2和汽车前轴3组成，如图5.1所示。其中梯形臂呈收缩状向后延伸。这种方案的优点是结构简单，调整前束容易，制造成本低；主要缺点是一侧转向轮上、下跳动时，会影响另一侧转向轮。

当汽车前悬架采用非独立悬架时，应当采用整体式转向梯形。整体式转向梯形的横拉杆可位于前轴后或前轴前(称为前置梯形)。

本文摘于《Race Car Vehicle Dynamics》

作者：William F. Miliken and Douglas L. Miliken

Steering systems

Introduction

This chapter begins with a discussion of steering geometry—caster

angle ,trail ,kingpin inclination ,and scrub radius .The next section discuss Ackermann geometry followed by steering racks and gears .Ride steer (bump steer ) and roll steer are closely related to each other ;without compliance they would be the

same .Finally ,wheel alignment is discussed .this chapter is tied to chapter 17 on suspension geometry –

广东工业大学 汽车前轮转向系统的设计

摘要

本设计课题为汽车前轮转向系统的设计，课题以机械式转向系统的齿轮齿条式转向器设计及校核、整体式转向梯形机构的设计及验算为中心。首先对汽车转向系进行概述，二是作设计前期数据准备，三是转向器形式的选择以及初定各个参数，四是对齿轮齿条式转向器的主要部件进行受力分析与数据校核，五是对整体式转向梯形机构的设计以及验算，并根据梯形数据对转向传动机构作尺寸设计。

在转向梯形机构设计方面。运用了优化计算工具Matlab进行设计及验算。Matlab强大的计算功能以及简单的程序语法，使设计在参数变更时得到快捷而可靠的数据分析和直观的二维曲线图。最后设计中运用AutoCAD和CATIA作出齿轮齿条式转向器的零件图以及装配图。

关键词： 转向机构，齿轮齿条，整体式转向梯形，Matlab梯形

广东工业大学 汽车前轮转向系统的设计

Abstract

The title of this topic is the design of steering system. Rack and pinion steering o

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）

前言

100多年前，汽车刚刚诞生后不久，其转向操作是模仿马车和自行车的转向方式，用一个操纵杆或手柄来使前轮偏转实现转向的。由于操纵费力且不可靠，以致时常发生车毁人亡的事故。

第一辆不用马拉的四轮汽车问世时，它已经吧前桥和前轮组成为了一总成。该总成别安装在枢轴上，可以绕前桥中心的一个点转动，利用一个杆柱连接前桥的中点，通过地板往上延伸，转向盘就紧固再杆柱上端，以此操纵汽车。

这种装置在汽车车速不超过马车的速度时，还是很好用的，但当车速提高后，驾驶员就要求提高转向的准确性，以减少轮胎的磨损，延长轮胎的使用寿命。后来他们发现，正在探索的这种理论在1817年就已经呗阐明了。

1817年，德国人林肯斯潘杰提出了类似于现代汽车的将前轮用转向节与前梁连接方式。（即改进转向器的想法）。他研制了一种允许汽车前轮在主轴上独立回转的结构—把车轮与转向节连接起来，转向节又用可转动的销轴与前轴连接，从而发明了转向梯形机构，并与第二年将其向英国政府申请专利的权力转让给了出版商、英籍德国人阿克曼。不久，阿曼克向英国专利局申请了“平行连杆式转向机构”专利。

1879年，法国四轮马车制造商杰特发明了第一个平行四边形转向联动机构。杰特的转向机构

汽车转向机构的设计毕业设计

汽车设计课程设计说明书 题 目:汽车转向机构的设计 学 院: 机械与汽车工程学院

专 业:汽车制造与装配论 文 摘 要 本设计课题为汽车转向系统的设计,课题以机械式转向系统的齿轮齿条式转向器设计。首先对汽车转向系进行概述,二是作设计前期数据准备,三是转向器形式的选择以及初定各个参数,四是对齿轮齿条式转向器的主要部件进行分析。设计中运用AutoCAD作出齿轮齿条式转向器的零件图。 本课题在考虑上述要求和因素的基础上研究利用转向盘的旋转带动传动机构的齿轮齿条转向轴转向,通过万向节带动转向齿轮轴旋转,转向齿轮轴与转向齿条啮合,从而促使转向齿条直线运动,实现转向。实现了转向器结构简单紧凑,轴向尺寸短,且零件数目少的优点又能增加助力,从而实现了汽车转向的稳定性和灵敏性。在本文中主要进行了转向器齿轮齿条的设计和对转向

关键词: 转向机构,齿轮齿条,机械转向 目 录 1 绪论 1

1.1 汽车转向系统概述 1

1.2 汽车转向系统的国内外现状及发展趋势 2 机械转向系统的性参数 4 2.1 机械转向系统的结构组成 4

2

2.2 转向系统的性能要求 5 2