(完整版)东风轻型货车转向系统设计

毕业设计（论文）开题报告学生姓名郑蕊系部汽车工程系专业、班级车辆07—6班指导教师姓名姚佳岩职称副教授从事专业车辆工程是否外聘□是■否题目名称东风轻型货车转向系统设计一、课题研究现状、选题目的和意义作为汽车的一个重要组成部分, 汽车转向系统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, 始终是各汽车生产厂家和科研机构的重要研究课题。

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, 针对更多不同水平的驾驶人群, 汽车的操纵设计显得尤为重要。

汽车转向系统经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统3 个基本发展阶段。

1)纯机械式转向系统,由于采用纯粹的机械解决方案, 为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘, 这样一来, 占用驾驶室的空间很大, 整个机构显得比较笨拙, 驾驶员负担较重, 特别是重型汽车由于转向阻力较大,单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向, 这就大大限制了其使用范围。

但因结构简单、工作可靠、造价低廉, 目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用。

2)液压助力转向系统,1953 年通用汽车公司首次使用了液压助力转向系统, 此后该技术迅速发展, 使得动力转向系统在体积、功率消耗和价格等方面都取得了很大的进步。

80 年代后期, 又出现了变减速比的液压动力转向系统。

在接下来的数年内, 动力转向系统的技术革新差不多都是基于液压转向系统, 比较有代表性的是变流量泵液压动力转向系统( Variable Displacement Power Steering Pump) 和电动液压助力转向( Electric Hydraulic PowerSteering, 简称EHPS) 系统。

变流量泵助力转向系统在汽车处于比较高的行驶速度或者不需要转向的情况下, 泵的流量会相应地减少, 从而有利于减少不必要的功耗。

电动液压转向需要全套设计请联系Q Q1537693694系统采用电动机驱动转向泵, 由于电机的转速可调, 可以即时关闭, 所以也能够起到降低功耗的功效。

本科学生毕业设计EQ1040前桥与转向系统的设计系部名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程B07-4班学生姓名：董迪指导教师：纪峻岭职称：副教授黑龙江工程学院二○一一年六月The Graduation Design for Bachelor's Degree EQ1040 Light Trucks Front Axle And Steering System DesignCandidate：Dong DiSpecialty：Vehicle EngingeeringClass：B07-4Supervisor：Associate Prof. Ji JunlingHeilongjiang Institute of Technology2011-06·Harbin摘要在整个世界汽车市场的需求和发展中，亚太地区将成为全球最大的汽车销售市场，其中以中国的汽车市场发展最为迅猛。

2009年自度过全球金融海啸危机的寒冬后，欧美市场进入需求衰退期，中国汽车市场规模进入了迅猛高速发展期，产销量跃居世界第一。

与此同时，中国卡车行业的年产销数量可谓世界前列，市场容量较大；中国卡车市场的高端需求正在崛起。

据最新数据显示，2010年1-5月中国卡车行业生产整车近125万辆，同比增幅超过30%，尽管我国经济遭受金融危机的巨大冲击，但随着国家4万亿元扩大内需政策的实施及海外发展中国家市场的开拓，伴随着我国公路、铁路及其他基础建设项目的陆续开工，尤其是2009-2010年我国陆续出台的一系列促进汽车消费（如汽车下乡、以旧换新补贴政策）和汽车出口的相关政策，卡车行业已成为率先受益的行业。

从卡车行业的发展趋势来看，2009年全国卡车市场需求总体加快，随着国家一系列宏观调控政策的逐步到位，2010年仍将呈现较好的发展态势。

随着公路和铁路建设、现代物流业和节能减排工程以及民生工程的实施到位，必将为紧系国民经济建设的卡车产业带来新的发展机遇关键词：转向桥；转向器；载荷；强度；ABSTRACTIn the whole world car market demand and developing, in the asia-pacific region will become the world's largest auto sales market, in which China's auto market develop the most rapidly. Since 2009, spend the winter in global financial tsunami crisis after the European and American market into recession, China's automotive market demand into rapid high-speed development scale and the destinations in the world in terms of first. Meanwhile, Chinese trucks in manufacturing industry, is the world number is bigger; the forefront of market capacity China truck market demand is rising in the high-end. According to the latest figures show that 2010 1-5 months China truck industry production nearly 125 million vehicles, vehicle year-on-year rate of increase more than 30%, although our country economy suffers financial crisis, but along with the huge impact national four trillion yuan to expand domestic demand and the implementation of the policy of developing countries overseas market exploration, along with our country roads, railways and other infrastructure projects in succession, especially the start of 2009-2010 China has promulgated a series of promoting auto (such as car went to the country, to old change new subsidies) and automotive export policies that truck industry has become the industry first benefit. From the development trend of truck industries, 2009 national truck market demand, as countries overall speed up a series of macroeconomic regulation and control policy gradually in place, 2010 will still has a good momentum of development. Along with the highway and railway construction, modern logistics industry and energy conservation and emission reduction projects and minsheng project implementation in place, will the national economic construction for a tight trucks of industry with a new development opportunity目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1前桥的概述 (2)1.2循环球转向器的概述 (5)1.3 研究内容 (6)第2章循环球式转向器的设计 (5)2.1转向器结构形式选择 (7)2.2转向器结构设计 (7)2.3车型的选取与技术参数分析 (8)2.4转向系计算载荷的确定 (8)2.5各零件主要结构与参数确定 (9)2.5.1螺杆、钢球、螺母传动副 (9)2.5.2齿条、齿扇传动副 (11)2.5.3间隙调整装置的结构设计 (13)2.6本章小结 (13)第3章循环球式转向器零件强度计算 (14)3.1钢球与滚道间的接触应力 (14)3.2螺杆在弯扭联合作用下的强度计算 (17)3.3本章小结 (18)第4章转向桥设计 (19)4.1结构参数选择 (20)4.2转向桥结构形式 (20)4.3选择前桥结构型式及参数 (20)4.4前轮定位角 (20)4.5本章小结 (20)第5章转向桥设计 (21)5.1前轴强度计算 (21)5.1.1前轴受力简图 (21)5.1.2前轴载荷计算 (21)5.2弯矩及扭矩计算 (22)5.3本章小结 (30)第6章转向节强度计算 (31)6.1截面系数计算 (31)6.2弯矩计算 (31)6.3应力计算 (31)6.4转向节的材料、许用应力及强度校核 (32)6.5本章小结 (32)第7章主销强度计算 (33)7.1主销作用力计算 (33)7.2计算载荷 (33)7.3弯矩计算 (35)7.4应力计算 (35)7.5本章小结 (36)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录 (34)第1章绪论在整个世界汽车市场的需求和发展中，亚太地区将成为全球最大的汽车销售市场，其中以中国的汽车市场发展最为迅猛。

轻型载货汽车电动助力转向系统的设计原则与方法轻型载货汽车作为商用车辆的重要组成部分，其操控性和安全性一直是制造商关注的焦点。

电动助力转向系统作为其中一项关键技术，对于提升轻型载货汽车的操控性和驾驶安全性具有重要意义。

本文将讨论轻型载货汽车电动助力转向系统的设计原则与方法。

一、设计原则1.1 安全性原则在设计轻型载货汽车电动助力转向系统时，安全性是首要考虑的原则。

系统应具备良好的稳定性和可靠性，能够在各种道路和气候条件下正常工作。

此外，系统还应具备自动监测和报警功能，及时发现故障并采取相应的应对措施。

1.2 操控性原则良好的操控性是轻型载货汽车的重要特点之一。

电动助力转向系统应该能够提供准确而敏感的转向反馈，使驾驶员能够清晰地感知车辆的操纵状态。

同时，系统应提供适当的转向力量，给予驾驶员足够的操纵空间和反馈信息，确保驾驶操作的准确性和舒适性。

1.3 能效性原则能效性是现代汽车设计的重要考虑因素之一。

电动助力转向系统在设计中应注重能源利用效率的提高，减少能量损耗，并通过优化设计和控制算法，实现能量回收和再利用，从而减少能源消耗和对环境的影响。

二、设计方法2.1 动力系统设计电动助力转向系统的动力系统设计是整个系统设计的核心。

设计时需考虑最大转向力矩和转向响应时间的要求。

根据车辆的使用场景和负载情况，选择合适的驱动电机类型和功率，并合理布置驱动电机的位置和传动装置，以实现较高的转向精度和效率。

2.2 控制系统设计控制系统设计是保证电动助力转向系统正常运行的关键。

通过传感器采集车辆状态和驾驶员操纵信号，并利用合适的控制算法进行信号分析和处理，实现对转向助力的调节和控制。

同时，控制系统还应具备自检和故障诊断功能，及时发现并解决潜在的问题，确保系统的可靠性和安全性。

2.3 助力系统设计助力系统设计是电动助力转向系统中起到实际辅助转向作用的部分。

设计时需结合车辆的设计参数和动力系统的输出能力，选择合适的助力装置，并通过优化设计和控制方法，实现对转向助力力量的准确控制和传递。

最的东风商用车转向系统设计案例东风商用车是中国著名的商用车制造商，其产品质量稳定可靠，深受市场欢迎。

转向系统是商用车的重要组成部分，其设计直接关系到行驶安全性和操控性，因此需要具备高质量和稳定可靠的特性。

本文将针对最新的东风商用车转向系统进行设计案例分析。

首先，我们需要明确转向系统的主要功能和技术要求。

商用车的转向系统主要用于控制车辆的行驶方向，需要具备以下功能：方向盘操作与转向机构的传动连接、转向能力的灵活性、转向盘回正力矩的确定性、转向机构与轮胎的联接机构设计合理可靠、转向机构的传动效率高等。

在设计方面，应该采用先进的技术和材料，确保转向系统的可靠性和稳定性。

首先，应选用优质的传动件和密封件，以确保传动装置的灵活性和精确性。

其次，应该选择适当的转向比，在不降低操控性的前提下，提高操控性的稳定性。

同时，还需要考虑车辆的负载情况，以及不同工况下的驾驶安全性。

另外，设计过程中还应注重系统的优化。

首先，应选择合适的转向电机，以保证转向系统的动力输出和功率传输。

其次，需要合理设计转向机构的结构和布局，以确保转向角度的准确性和转向盘的操作情况。

最后，还要进行合理的配重设计，以提高转向系统的稳定性和防止过度摇晃。

在实际应用中，还需要进行系统的试验和验证。

通过对转向系统进行模拟和实际测试，可以评估其性能和可靠性。

同时，还需要进行长期稳定性和安全性的试验，以确保系统在各种工况下的正常运行。

此外，还可以利用数据分析和优化方法，进一步提升系统的性能和效率。

总结起来，设计一个最新的东风商用车转向系统需要考虑功能要求、技术要求和系统优化等方面。

通过选用合适的技术和材料，合理设计转向机构和配重装置，进行系统的试验和验证，可以实现高质量和稳定可靠的转向系统。

设计过程中，还应注重提高转向系统的操控性和安全性，以满足市场需求和提升用户体验。

轻型载货汽车电动助力转向系统的设计与测试方法电动助力转向系统在汽车行业中被广泛运用。

本文将介绍轻型载货汽车电动助力转向系统的设计与测试方法。

1、电动助力转向系统的构造电动助力转向系统由三部分组成：电机、转向机构及控制单元。

其中电机主要提供转矩，将能量转化为力矩，驱动转向机构转动。

控制单元控制电机的运转，实现转向机构的动作。

2、电动助力转向系统的优点相对于传统的液压助力转向系统，电动助力转向系统有以下优点：（1）体积小，结构简单，方便安装；（2）工作时几乎没有噪音；（3）电机无液压泵，减少能量损失；（4）能保持恒定的转向力，用能更加高效。

3、系统设计（1）选择合适的电机：最大转矩应与车辆质量和使用环境相匹配；（2）选择合适的转向机构：应具备高强度及承载能力；（3）设计控制单元：根据实际需求，选择合适的硬件及编程方式来控制电机的输出；同时，应添加保护机制，在出现异常情况下自动切断电源。

4、系统测试在完成系统设计后，进行测试，包括以下方面：（1）电机转矩测试：测算出电机输出的最大力矩；（2）转向机构测试：测试其强度及承载能力；（3）控制单元测试：测试编程是否正确，保护机制是否有效；（4）实际道路测试：测试转向系统在不同路况下的表现及响应速度。

5、后续改进（1）传感器数量增加：通过添加传感器采集更多行车状态信息，可以提高控制单元对转向系统的控制水平。

（2）更换电机：更换更高性能的电机，使得转向系统响应更加迅速高效。

总结：电动助力转向系统在轻型载货汽车中有诸多优点，经过仔细的设计和测试，可以提高操作效率及驾驶舒适感。

随着科技的进步，该系统还有望持续改进和完善，为汽车行业提供更加高效且可靠的解决方案。

轻型载重货车设计(转向系及前桥设计)摘要在本次毕业设计中，是关于轻型载货汽车的前桥及转向系统的设计。

本着力争性能可靠，价优，易造的设计构想，同时也主要参照拖厂的同类车型，努力去改造，去创新。

转向从动桥是通过悬架和车相连，两侧安装着从动车轮，用以传递车架与车轮之间的各种力和力矩。

汽车的转向系是利用转向节使车轮可以偏转一定角度以实现汽车的转向。

汽车的转向系是用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，在行驶中起到重要作用。

主要可分为机械转向系，动力转向系和电动转向系。

其中电动转向系是未来汽车转向系的发展方向。

综合各种因素，本次设计采用采用转向梯形机构布置在前轴之后的整体式车桥和采用了正效率很高，操纵方便且使用寿命长的机械式循环球式转向器。

本次设计包括对转向从动桥结构形式的选择，主要是计算前轴、转向节、主销、主销上下轴承、转向节推力轴承或止推垫片等在制动和侧滑两种工况下的应力校核。

还包括转向器的结构选择及其设计计算并对转向梯形进行优化设计。

设计中水平有限，但希望能设计出一辆经济实用的轻型载货汽车。

关键词：运输车，前桥，主销，转向轴THE DESIGNS OF THE STEERING SYSTEM ANDFRONT AXLE IN OWN UNLOAD AGRICULTURETRUCK TO TRANSPORT OF KD1080ABSTRACTIn this graduated designs, my assignment is the light truck’s front axle and steering system. I shall try my best to design my assignment,I want the light truck’s cap acity is secure and the price is low. It is also easy to make,at the same time,I refer to the light truck which made in YT factory.I want to improve and innovate it.Steering front axle connects the frame by suspension.Driven wheel are installed at the sides of the fore axle,which transmits kinds of forces and torques into the wheels. The steering knuckle link to the front axle causes the front wheels to turn to the right or left .The steering system enables the driver to guide the automobile or wheeled tractor down the road and turn ringht or left.It is very important for the truck.there are mannnual steering,power steering and electric power steering.The electric power steering system will be the direction in the future.In view of all the factors,I adopt the ladder-shaped organization assigns after the front axle and very efficient that can be handled easily and had long performance life steering box of the circulation ball type. The design includes selection of the structure of the fore axle but most calculate the streys inspection under the break and the second slide of front axle ,steering knuckle inserts, king pin and ball bearing, thrust bearing and stop last spacer. Still include choosing and designing aslo calculating and carrying on optimization design ladder-shapedly of steering. The level is limited in the design, but I hope to design a economical and practical agricultural light truck.KEY WORDS: transporter, the front axle, king pin, steering shaft主要符号表量的名称量的符号单位汽车前轴静载荷G1N 汽车质心高度h g mm 转向阻力矩M r N.mm 接触应力σMPa 前轮承受的制动力pτN 前轮承受的垂直力Z1N 垂向弯矩MνN.mm 水平弯矩M h N.mm 车轮所受的重力g w N 前轮轮距B mm 两钢板弹簧座中心距S mm 转矩T N.mm 轮胎的滚动半径r r mm 地面垂向反力Z N 地面侧向反力Y N 力偶矩Q N.mm 轴承的轴向载荷F a N 轴承静承载容量C r0KN轴承当量静载荷P0KN 转向轴输入功率p1Kw 转向器中的摩擦功率p2Kw 效率η导程角α0rad 附着系数φ目录前言 (7)第一章概述 (7)第二章从动桥的方案确定 (10)§2.1 从动桥总体方案确定 (10)第三章转向系的方案确定 (12)§3.1 转向系整体方案确定 (12)§3.2 转向器结构形式及选择 (12)§3.3 循环球式转向器结构及工作原理 (13)第四章从动桥的设计计算 (15)§4.1从动桥主要零件尺寸的确定 (15)§4.2 从动桥主要零件工作应力的计算 (15)§4.3 在最大侧向力(侧滑)工况下的前梁应力计算. 17§4.4 转向节在制动和侧滑工况下的应力计算 (19)§4.5 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 (20)§4.6转向节推力轴承的计算 (23)第五章转向系统的设计计算 (24)§5.1 转向系主要性能参数 (24)§5.1.1转向器的效率 (24)§5.1.2传动比的变化特性 (24)§5.2 主要参数的确定 (25)§5.2.1 给定的主要计算参数 (25)§5.2.2 选择主要转向参数 (25)§5.2.3 车轮的左右最大转角确定 (26)§5.3 转向梯形的选择设计 (27)§5.4 转向梯形的优化 (28)§5.5 循环球式转向器的设计 (31)§5.5.1 转向器（循环球式）的效率 (31)§5.5.2 主要参数的选择 (31)§5.5.3 螺杆、钢球和螺母传动副 (32)§5.5.4 齿条、齿扇传动副设计 (33)§5.6 转向系主要性能参数确定 (34) (34)§5.6.1 转向系的角传动比ω§5.5.2 转向盘旋转圈数n (34)§5.6 循环球式转向器零件强度的校核 (34)§5.6.1钢球与滚道间的接触应力σ (35)§5.6.2齿的弯曲应力σ (35)§5.7 转向系其他元件的选择及材料的确定 (36)第六章转向系主要零件的强度计算 (37)§6.1 计算载荷的确定 (37)§6.2 主要零件的强度计算 (37)总结 (35)致谢 (40)参考文献 (41)]前言在目前金融危机的大环境下，伴随着汽车行业的发展，轻型货运汽车在国民生产中扮演着更重要的角色。

轻型载货汽车电动助力转向系统的设计与制造工艺随着社会经济的发展，物流行业的发展也迅速壮大，货物的运输需求也随之增加，而轻型载货汽车成为了物流行业中最受欢迎的运输工具之一。

但是，在长时间行驶中，驾驶员需要将方向盘频繁旋转，对于驾驶员而言，这是一项十分繁琐且疲惫的行为。

因此，为了提高驾驶员的驾驶体验，减轻驾驶员的操作负担，轻型载货汽车电动助力转向系统得以应运而生。

本文将从设计、制造两方面详细介绍轻型载货汽车电动助力转向系统的相关内容。

一、设计1.转向系统概述轻型载货汽车电动助力转向系统，主要由电机、减速器、齿轮、定位撑杆、液压助力缸等部分组成。

其中，电机作为核心部件，将电能转化为机械能，以便于驱动轮胎。

减速器和齿轮是减小电机转速，提高扭矩的关键部件。

定位撑杆的作用是支撑助力缸。

液压助力缸则是将转向的力传输到车轮上。

2.主要设计参数在设计轻型载货汽车电动助力转向系统之前，需要考虑以下参数：电机参数：包括电机类型、功率和转速等；减速器和齿轮参数：包括减速比、齿轮模数和齿数等；定位撑杆参数：包括长度和材料等；液压助力缸参数：包括有效面积和力矩等。

通过这些参数的计算和匹配，可以确保电动助力转向系统在实际运行中的稳定性和效率。

3.系统工作原理轻型载货汽车电动助力转向系统的工作原理如下：1）驾驶员操作方向盘；2）方向盘转动后，通过定位撑杆将力量传输到液压助力缸；3）液压助力缸将力量传输到齿轮和轮胎上；4）齿轮将电能转换为机械能，驱动轮胎运动。

设计时需要考虑这些因素，以便确保系统的流程和有效性。

二、制造1.生产流程制造轻型载货汽车电动助力转向系统的流程如下：1）选型并采购电机、减速器和齿轮等核心零件；2）通过加工中心机床完成机械工艺加工；3）装配液压助力缸，采用焊接技术进行连接；4）进行液压漏水试验，确保系统的耐用性和完整性。

2.零件加工在制造轻型载货汽车电动助力转向系统时，需要进行以下主要零件加工：1）电机轴芯加工，以便确保机件装配的精度；2）减速器轴芯加工，确保减速比和转速；3）齿轮加工，以便确保传递电能和机械能时的匹配和精度；4）定位撑杆加工，以便确保定位撑杆的强度和精度。

轻型载货汽车电动助力转向系统的设计与仿真分析近年来，随着环保意识的增强和电动技术的快速发展，电动助力转向系统逐渐在轻型载货汽车中得到广泛应用。

本文将介绍轻型载货汽车电动助力转向系统的设计原理，并进行相应的仿真分析。

一、设计原理1.1 电动助力转向系统概述轻型载货汽车的电动助力转向系统主要由电动助力转向电机、助力转向控制器、扭矩传感器、传感器控制模块和转向机构组成。

其工作原理是通过电动助力转向电机产生的扭矩来改变转向机构的转向力，从而实现转向的灵活性和舒适性。

1.2 电动助力转向系统的设计要点在设计轻型载货汽车的电动助力转向系统时，需要考虑以下几个要点：1）电动助力转向电机：选用高效能、高可靠性的电动助力转向电机，其功率与车辆的转向需求相匹配。

2）助力转向控制器：根据车辆的具体情况，设计合适的助力转向控制器，能够精确地控制电动助力转向电机的扭矩输出。

3）扭矩传感器：安装在转向机构上的扭矩传感器能够实时感知转向机构产生的扭矩，并将数据反馈给助力转向控制器，以实现精确的转向控制。

4）传感器控制模块：将扭矩传感器采集的数据通过传感器控制模块处理，并与助力转向控制器相连，实现转向系统的协调运行。

5）转向机构：设计合理的转向机构，能够通过电动助力转向电机的扭矩输出，使车辆具有灵活且准确的转向性能。

二、仿真分析为了验证电动助力转向系统的设计效果，我们采用仿真软件对系统进行分析和测试。

通过仿真，可以模拟车辆在不同工况下的转向性能，评估系统的稳定性和准确性。

2.1 建立仿真模型首先，根据实际车辆的参数和转向机构的结构，建立电动助力转向系统的仿真模型。

通过引入电动助力转向电机、助力转向控制器、扭矩传感器和转向机构等组件，建立起完整的汽车转向系统模型。

2.2 仿真参数设置在进行仿真分析前，需要设置相应的仿真参数，如车辆速度、转向角度、路面摩擦系数等。

通过调整这些参数，可以模拟不同工况下的转向性能。

2.3 仿真分析和评估在完成仿真参数设置后，进行转向系统的仿真分析和评估。