下载文档原格式
旗开得胜研究目的：设计并优化汽车的转向系统，提高汽车的转向安全性与准确性研究内容：本项目将重点开展以下四项工作：1 建立前悬架与转向系统的多刚体运动学简化平面模型。
根据汽车运行环境进行运动学分析，对汽车的转向梯形进行尺寸设计，并通过运动环境的分析，建立优化目标函数确立转向梯形的各个参数。
阿克曼角曲线的拟合与优化目标函数的确立是本项目的重点与难点。
2 建立转向系统空间运动模型。
在平面转向梯形的基础上，建立实际状况下的准确空间运动模型，进行进一步的拟合，确定转向系统的初步空间结构与尺寸。
此过程保证了转向梯形设计的准确性。
3 对转向梯形进行分体设计。
考虑实际汽车中转向系统的空间布置，对空间转向梯形进行等效分体设计，从而适应实际工作情况。
此过程保证了结构设计的合理性。
4 转向轴与齿轮齿条传动机构的设计。
设计方向盘到转向梯形的传动比，并进行齿轮齿条机构的设计与校核。
5 建模与仿真计算。
通过软件建立转向系统与悬架系统的三维模型。
i对车辆的转向与前轮的跳动进行运动仿真分析；ii对控制臂球头进行受力分析；iii分析整个传动链的总游隙。
此过程保证了结构设计的可靠性。
预期结果：设计制造出转向系统的最终实物，撰写转向梯形设计与优化的相关论文。
项目技术路线：汽车运行环境分析→确定最小转弯半径与转弯角度权重→平面转向梯形设计→转向结构空间设计→空间转向结构分体设计→转向轴与齿轮齿条传动机构设计→3D建模与仿真计算→实物制造与装配→综合调试1旗开得胜特色与创新体现：1 借助MATLAB建立优化目标函数实现阿克曼曲线的拟合。
2 在确立转向梯形结构数据后，进行分体式转向梯形的等效设计。
3 运用ADAMS/CAR进行运动仿真。
2。
转向系统设计说明书转向系统设计说明书一、需求分析1.1系统简介本转向系统设计是为汽车制造企业设计的一款新型转向系统，包括方向盘、转向齿轮、转向杆等组件，用于汽车转向操作。
1.2系统功能本系统主要实现以下功能：（1）实现车辆转向操作；（2）提供灵敏度和舒适性，使驾驶员可以轻松驾驶；（3）确保车辆转向时的安全性。
1.3使用环境本系统主要用于汽车行驶时的转向操作，适用于各类车辆，包括小汽车、大型客车、货车、越野车等。
1.4系统需求（1）具有可靠性和耐用性；（2）转向灵敏度高，操控舒适；（3）保证转向操作安全；（4）可适应各种驾驶员的需求。
二、系统设计2.1系统架构本转向系统采用传统的齿轮传动转向系统。
主要包括方向盘、转向齿轮、转向杆等组件，在行驶过程中通过变换转向齿轮的位置，控制车轮的转向。
2.2系统组成本转向系统包括以下组件：（1）方向盘：由驾驶员操控，控制转向的方向。
（2）转向齿轮：连接车轮的转向轴，通过旋转控制车轮角度，实现左右转向操作。
（3）转向杆：将方向盘的旋转运动转换成转向齿轮的轴向运动。
（4）轴承：用于支撑转向齿轮，使其顺畅运转。
2.3系统工作原理当驾驶员通过方向盘控制转向时，方向盘传递力量到转向齿轮上，通过转向齿轮转动和转向杆的传动作用，使车轮转向。
其中，转向齿轮是通过齿轮副传动，将方向盘的旋转运动转换成轴向运动，控制车轮的转向角度。
2.4系统性能（1）灵敏度：驾驶员控制方向盘时，系统应能快速反应，确保车辆转向灵敏。
（2）舒适性：转向时不应有任何异响或抖动感，使驾驶员的操控更加舒适。
（3）可靠性：系统应具有较高的可靠性和耐久性，确保在各种路况下的转向操作安全。
三、结论本转向系统是一种新型的汽车转向系统，采用传统的齿轮传动技术，实现车辆转向操作。
系统整体性能较强，灵敏度高、舒适性好、可靠性强。
同时，本系统还具有可扩展性，在不断的设计应用和技术进步中，可为用户提供更多更好的服务。
转向节加工工艺及夹具设计学生姓名：学生学号：院（系）：年级专业：指导教师：二〇一二年四月摘要本次设计是对转向节的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。
转向节零件的主要加工表面是转向节轴表面，端面，主销孔及键槽加工。
由加工工艺原则可知，为了保证零件的精度，同时节约成本縮短加工周期提高生产效率。
那么一个良好的工艺安排以及专用夹具的设计必不可少。
在工艺的安排下不紧考虑合理的加工要求，还要考虑操作者及加工机械的安全。
同时夹具的设计也要考虑拆卸的方便及安全。
设计一个良好的工艺工装安排路线必须对加工件的详细分析及周密考虑后才能得出。
所以分析问题是解决问题的关键。
同时还要反复的调整。
来寻求一个最好的方案。
这样才能保证工件的加工精度及生产节拍。
关键词转向节，加工工艺，专用夹具ABSTRACTThe design of the steering knuckle of the processing order of the processes and some special fixture design. Steering knuckle parts of the main surface is a knuckle spindle surface, surface, the main pin hole and keyway. By the principle known processing, in order to ensure the accuracy of the parts, at the same time, save cost shorten the processing cycle to improve production efficiency. So a good process arrangement and special fixture design essential. In the process of arrangement is not tight reasonable processing requirements, but also consider the operator and processing machinery safety. At the same time the fixture design also consider removing the convenience and safety. The design of a good tooling arrangement route must to process a detailed analysis and careful consideration can reach. So the analysis of a problem is the key. At the same time, repeated adjustment. To seek a better solution. In order to ensure the machining precision of the workpiece and the production rhythm.Key words：Steering knuckle ,Process of the craft,special fixture目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT ................................................................................................................. I I 目录 . (1)1绪论 (1)2 转向节加工工艺规程设计 (3)2.1零件的分析 (3)2.1.1零件的作用 (3)2.1.2零件的工艺分析 (3)2.2工艺过程设计所应采取的相应措施 (4)2.3转向节加工定位基准的选择 (4)2.3.1 确定毛坯的制造形式 (4)2.3.2粗基准的选择 (4)2.3.3精基准的选择 (5)2.4工艺路线的制定 (5)2.4.1 工艺方案一 (5)2.4.2 工艺方案二 (6)2.4.3 工艺方案的比较与分析 (6)2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6)2.6确定切削用量及基本工时（机动时间） (8)2.7时间定额计算及生产安排 (23)2.8本章小结 (26)3拉削转向节Ø41主销孔夹具设计 (27)3.1拉削转向节Ø41主销孔夹具设计 (27)3.2定位方案的分析和定位基准的选择 (27)3.3拉削力与夹紧力计算 (28)3.4底座设计 (28)3.5夹具精度分析 (28)3.6本章小结 (29)4钻2-Ø14.5及4-Ø16夹具设计 (30)4.1钻2-Ø14.5及4-Ø16夹具设计 (30)4.2定位方案的分析和定位基准的选择 (30)4.3钻削力与夹紧力计算 (31)4.4V型块与本体的设计 (31)4.5夹具精度分析 (32)4.6本章小结 (32)........................................................................................................................................................ 5铣主销孔外侧面夹具设计 .. (33)5.1铣主销孔外侧面夹具设计 (33)5.2定位方案的分析和定位基准的选择 (33)5.3铣削力与夹紧力计算 (34)5.4底座的设计 (34)5.5夹具精度分析 (35)5.6本章小结 (35)........................................................................................................................................................ 结论 .. (36)参考文献 (37)致谢 (38)1 绪论机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。
大客车转向系统设计方法摘要：简要介绍大客车转向系统零件选型及匹配设计方法关键词：大客车；转向系统；设计方法；前言转向系统作为汽车的重要系统之一，直接决定着车辆的操纵稳定性，安全性。
而大客车作为大型生命载体，对转向系统可靠性要求更高，设计时来不得半点马虎，下面就以WG6120CHAE 型车辆转向系统设计为例从客车装配厂家的角度简要介绍一下大型客车转向系统的设计方法。
1、转向器的选型1.1根据前轴的轴荷选定方向机类型一般转向轴轴荷超过3.5吨，推荐使用动力转向器，动力转向器液压缸的缸径要求大于m 5.42（m 为前轴轴荷），对比厂家转向器的参数选择即可。
转向轴轴荷小于3.5吨的车辆，原则上可以不使用动力转向器，但应特别注意转向垂臂长度，车桥转向节上臂的回转半径，注意力矩计算，使转向盘不至沉重。
1.2国内转向器厂家一般根据转向轴轴来对应相关转向器产品，例如东风转向器厂IPS45的转向器对应的前轴是4.5吨，IPS55的转向器对应的前轴是5.5吨，IPS65的转向器对应的前轴是6.5吨，所以选型时可以直接对应选择就是了。
对于我司生产的WG6120CHAE 型车，因前轴载荷为6.5吨，所以选用了东风的IPS65型转向器，并根据布置形式选定了左旋左输出旋向，传动比为21.48：1，摇臂轴转角为±47.5°，方向盘总圏数为5.67圏。
IPS65型转向器2、转向系统匹配设计2.1确定内外轮转角，转向梯形及最大转弯直径选定转向器之后，我们首先要根据车辆的转弯直径的要求计算实际所需转向轮转角。
老标准以外轮中心画出来的轨迹为车辆的最大转弯直径，不太准确，新标准以通道圆直径不大于25m ，通道宽度不大于6.7米来定义转弯直径则更合理。
WG6120CHAE 型车相关参数首先找出车轮的旋转中心，转向轮的旋转中心是主销延长线与地面的交点。
现求出左右转向轮旋转中心联线的距离：中L =销B +2×r ×tg ɑ=1974.4 ①式考虑了主销后倾角的轴距：轴L =L+ r ×sin β=6312.9 ②式计算车辆的外轮转角外β=ctg 内β+B/L ③式车辆最内点的最小转弯半径 内r =轴L / tg 外β-[B-( B-中L )/2] ④式车辆最外点的最小转弯半径 外r =22)()B r L L +++内前（ ⑤式计算出车辆最外点的最小转弯半径后直接乘以2倍，便计算出了车辆的最大转弯直径，而通道宽度见下式：通道B =外r -[B L L r r -+-⨯2)(前外外] ⑥式对于WG6120CHAE 型车，我们设定前内轮转角为47°，那么依据①式和③式，我们可以算出前外轮转角为38.8° ，这可做为给车桥厂签订协议时转向梯形的依据。
1.设计任务1.1题目：EQ140汽车转向器壳体工艺及夹具设计1.2产品批量：2万件/年1.3任务要求:EQ140汽车转向器壳体零件图;毛坯图;机械加工工艺卡片一套;工艺装备设计－典型夹具结构装配图;工艺装备的主要零件图;设计说明书。
2.零件的分析2.1零件的作用采用动力转向系统的汽车转向所需的能量，在正常情况下，只有小部分是驾驶员提供的体能，而大部分是发动机(或电机)驱动的油泵(或空气压缩机)所提供的液压能(或气压能)。
用以将发动机(或电机)输出的部分机械能转化为压力能，并在驾驶员控制下，对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力，以助驾驶员施力不足的一系列零部件，总称为动力转向器。
而汽车转向器壳体是汽车转向器的一个重要组成部分。
壳体的三维图如下：2.2零件的工艺分析汽车转向器一共有五个重要的加工表面，这些表面不仅要满足自身的精度等级和粗糙度等级，同时他们之间也有一定的位置要求。
2.2.1底面T3底面的粗糙度要求是：的最大允许值为1.6。
采用的加工工艺方法是：粗铣半精铣精铣。
2.2.2侧面T1、T2侧面的粗糙度要求是：的最大允许值为3.2。
采用的加工工艺方法是：粗铣半精铣精铣。
2.2.3主轴孔D3、D4主轴孔的尺寸为，公差等级为IT7；主轴孔的粗糙度要求是：的最大允许值为1.6。
采用的加工工艺方法是：粗镗半精镗精镗。
2.2.4摇臂轴孔D1、D2靠内摇臂轴孔D1的尺寸为，公差等级为IT8；靠内摇臂轴孔的粗糙度要求是：的最大允许值为1.6。
采用的加工工艺方法是：粗镗半精镗精镗。
靠外摇臂轴孔D2的尺寸为，公差等级为IT8；靠外摇臂轴孔的粗糙度要求是：的最大允许值为3.2。
采用的加工工艺方法是：粗镗半精镗精镗。
D1对D2的表面跳动量为0.10。
2.2.5摇臂轴外圆摇臂轴外圆的基本尺寸是；摇臂轴外圆的粗糙度要求是：的最大允许值为6.3。
采用的加工工艺方法是：粗车半精车。
2.2.6 T1、T2对D3、D4垂直度0.05/100;T3对D1轴线的垂直度0.10/100;D1轴线和D3、D4轴线的垂直度0.05/100;T1 、T2同T3垂直度0.05/100;2.2.7 和同轴度用工艺保证，即采用一次装夹加工成型的方法来进行。
课程______________ 汽车设计题目电动助力转向系设计说明书姓名 ___________________________________ 学号_______________________________班级____________________________指导教师 _______________________________ 日期2016年6月15日一、轿车转向系设计方案得选择.................................. -1 -1、轿车参数得确定............................................ -1 -2、对转向系得要求 (2)3、转向系结构设计............................................ -2 -1)转向操纵机构............................................ -2 -2)转向传动机构............................................ -3 -3)机械转向器.............................................. -3 -二、转向系统得主要性能参数.................................... -4 -1、转向系得效率 (4)11转向系得正效率........................................... -4 -2)............................................................................................. _转向系得逆效率-5 -2、转向系传动比得确定........................................ -5 -11转向系统传动比得组成..................................... -5 -2)_转向系统得力传动比与角传动比得关系....................... -5 -31传动系传动比得计算....................................... -6 -3、转向系传动副得啮合间隙 (7)11转向器得啮合特征......................................... -7 -2)_转向盘得自由行程 ........................................ - 8-4、齿轮齿条式转向器得设计与计算 (8)11转向轮侧偏角得计算....................................... -8 -2)_转向器参数得选取 ........................................ -9 -31选择齿轮齿条材料........................................ -10 -41轴承得选择.............................................. -10 -5、转向盘得转动得总圏数 (10)三、电动助力转向系统设计..................................... -10 -勺、转矩传感器................................................ -10 -2、减速机构.................................................... -10 -3、电饌离合器.................................................. -11 -4、电动机...................................................... -11 -iT车速传感器................................................. -11 -6、电子控制单元................................................ -11 -四、转向梯形机构得设计....................................... - 12 -1、转向梯形理论特性............................................ -12 -2、转向梯形得布置.............................................. -13 -3、转向梯形机构尺寸得初步确定.................................. -13 -4、梯形校核 (14)一. 轿车转向系设计方案得选择1.轿车参数得确定本次轿车转向系设计得整车相关参数如下:表1整车相关参数2.对转向系得要求1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转；2）操纵轻便，作用于转向盘上得转向力小于200N;3）转向系得角传动比在15^20之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上；4）转向灵敏；5）转向器与转向传动机构中应有间隙调整机构；6）转向系应有能使鸳驶员免遭或减轻伤害得防伤装置3.转向系结构设计1）转向操纵机构转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。
多轴转向车辆转向轴设计摘要：多轴转向车辆转向机构是车辆转向时实现内、外轮理想转角关系的核心部件。
多轴转向车辆在低速时前后轮转角方向相反，使汽车具有更好的机动性，多轴转向车辆承载能力强，转弯半径小，在转向时能够改善汽车对转向盘输入的动态响应特性，一定程度上改善了横摆角速度和侧向加速度的瞬态响应型指标，越来越受市场欢迎。
关键词：多轴车辆；转向轴；转向机构Multi-axle steering vehicle steering shaft designAbstract:Multi-axle steering vehicle steering mechanism is vehicle steering implementations, ocean shipping, the ideal Angle relationship of core parts. Multi-axle steering vehicle in front and rear wheels steering Angle at low speed in the opposite direction, that car has better mobility and multi-axle steering vehicle carrying capacity is strong, small turning radius, in turn can improve the motor dynamic response of steering wheel input, to some extent improve the transient response of the yawing angular velocity and lateral acceleration type indicator, more and more popular with the market.Key Words:Multi-axis vehicle; Steering shaft; Steering mechanism1 引言近代随着世界经济的不断的蓬勃发展，大吨位的重型车辆不断的出现。
