大卡車(chē)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：大卡車(chē)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)大卡車(chē)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)11緒論1.1問(wèn)題的提出隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)連續(xù)多年的高速發(fā)展，尤其是國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的逐年加大，使得大型汽車(chē)的生產(chǎn)在近年來(lái)呈現(xiàn)了爆發(fā)式發(fā)展。而大型載貨汽車(chē)由于具有運(yùn)輸效率高、運(yùn)輸成本低的特點(diǎn)，逐漸成為公路運(yùn)輸?shù)氖走x。2007年大型卡車(chē)市場(chǎng)為2.85萬(wàn)輛，中型卡車(chē)市場(chǎng)為17.5萬(wàn)輛，大型卡車(chē)占整體市場(chǎng)的比例為60%，大型載貨汽車(chē)的生產(chǎn)與開(kāi)發(fā)成為國(guó)內(nèi)載貨汽車(chē)生產(chǎn)廠家競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。汽車(chē)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的進(jìn)一步提高，使載貨汽車(chē)用戶(hù)對(duì)車(chē)輛的性能水平要求越來(lái)越高，而越來(lái)越大的競(jìng)爭(zhēng)壓力使整車(chē)廠家的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期不斷縮短。如何使車(chē)輛開(kāi)發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)方案都得到充分的分析與篩選，使其性能得到有效控制，以保障在限定的周期內(nèi)開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)越的汽車(chē)產(chǎn)品，已成為大型載貨汽車(chē)產(chǎn)品研發(fā)部門(mén)所關(guān)注的重要課題。由于汽車(chē)保有量的增加和社會(huì)生活汽車(chē)化而造成交通錯(cuò)綜復(fù)雜，使轉(zhuǎn)向盤(pán)的操作頻率增大，這就要求減輕駕駛疲勞。在汽車(chē)向輕便靈活、容易駕駛的方向發(fā)展的同時(shí)，對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的需求也提到日程上來(lái)。要求其成本低，性能方面能適應(yīng)車(chē)速變化，實(shí)現(xiàn)變特性的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，并且可以與不同類(lèi)型的大型汽車(chē)相適應(yīng)、相匹配。大型載貨汽車(chē)和其它車(chē)輛相比具有一些顯著的特點(diǎn)，為保障大型載貨汽車(chē)良好的轉(zhuǎn)向性能，必須對(duì)這些特點(diǎn)及由此引發(fā)的問(wèn)題進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的研究。按照GB1589一2004“道路車(chē)輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值”的要求，每側(cè)單輪胎的車(chē)軸軸荷限值為7噸，6x4載貨車(chē)的設(shè)計(jì)軸荷之和可達(dá)30噸，車(chē)長(zhǎng)可達(dá)12m，鉸接式列車(chē)的車(chē)長(zhǎng)可至16.sm。同時(shí)，GB7258一2004“機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件”要求車(chē)輛必須能夠通過(guò)外徑25m內(nèi)徑10.6m的通道。另外，載貨汽車(chē)公路運(yùn)輸?shù)母咚倩l(fā)展趨勢(shì)也已是不爭(zhēng)的事實(shí)，尤其國(guó)家于2004年5月開(kāi)始的治理公路運(yùn)輸車(chē)輛超限超載專(zhuān)項(xiàng)工作的開(kāi)展，使以提高行駛速度來(lái)帶動(dòng)運(yùn)輸效率的提高成為載貨汽車(chē)設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)。高的運(yùn)輸速度對(duì)車(chē)輛的操縱性與穩(wěn)定性提出了更高的要求。為在法規(guī)允許的情況下盡可能提高車(chē)輛的運(yùn)輸能力，大型車(chē)的設(shè)計(jì)軸荷及外廓尺寸基本接近法規(guī)的限值。對(duì)于轉(zhuǎn)向軸，7噸的軸荷使動(dòng)力轉(zhuǎn)向器成為必選的配置，如何合理匹配動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，提高車(chē)輛的轉(zhuǎn)向能力并保持操縱路感值得進(jìn)行進(jìn)一步的研究。國(guó)家廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車(chē)輛轉(zhuǎn)彎能力的要求，給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了新的課題。對(duì)于長(zhǎng)軸距的汽車(chē)，必須通過(guò)增加轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角才能提高其轉(zhuǎn)彎能力。對(duì)于載貨車(chē)慣常采用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大的轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)很容易造成轉(zhuǎn)向輪與周邊部件干涉及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)卡死、左右轉(zhuǎn)向不對(duì)稱(chēng)等后果。因此，必須建立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的輔助分析方法，提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力和水平。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能和整車(chē)及其它總成、系統(tǒng)的性能息息相關(guān)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要考慮整車(chē)及其它總成的性能。首先，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須能夠?qū)崿F(xiàn)整車(chē)所要求的車(chē)輪轉(zhuǎn)角，這為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及動(dòng)力轉(zhuǎn)向器匹配提出了基本要求。其次，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和懸架系統(tǒng)必須有協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，這就對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了附加的要求。這兩項(xiàng)要求基本可以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面進(jìn)行分析解決，而和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相關(guān)的行駛穩(wěn)定性及行駛路感則必須在整車(chē)層面進(jìn)行計(jì)算分析。綜上所述，隨著我國(guó)大型載貨汽車(chē)的發(fā)展，新的問(wèn)題及要求不斷涌現(xiàn)，在車(chē)輛設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域尚存在很多的問(wèn)題需要研究和解決，如何使基礎(chǔ)研究與產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐緊密結(jié)合，將研究成果最大限度地應(yīng)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，不斷提高大型載貨汽車(chē)的性能水平是擺在汽車(chē)產(chǎn)品研究與開(kāi)發(fā)人員面前的重要課題。1.2汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的類(lèi)型和組成汽車(chē)在行駛過(guò)程中，需按駕駛員的意志經(jīng)常改變其行駛方向，即所謂汽車(chē)轉(zhuǎn)向。就輪式汽車(chē)而言，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)轉(zhuǎn)向的方法是，駕駛員通過(guò)一套專(zhuān)設(shè)的機(jī)構(gòu)，使汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋(一般是前橋)上的車(chē)輪(轉(zhuǎn)向輪)相對(duì)于汽車(chē)縱軸線(xiàn)偏轉(zhuǎn)一定角度。在汽車(chē)直線(xiàn)行駛時(shí)，往往轉(zhuǎn)向輪也會(huì)受到路面例向干擾力的作用，自動(dòng)偏轉(zhuǎn)而改變行駛方向。此時(shí)，駕駛員也可以利用這套機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪向相反的方向偏轉(zhuǎn)，從而使汽車(chē)恢復(fù)原來(lái)的行駛方向。這一套用來(lái)改變或恢復(fù)汽車(chē)行駛方向的專(zhuān)設(shè)機(jī)構(gòu)，即稱(chēng)為汽車(chē)轉(zhuǎn)向系。因此，汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的功用是，保證汽車(chē)能按駕駛員的意志而進(jìn)行轉(zhuǎn)向行駛。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系可按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系兩大類(lèi)。機(jī)械式轉(zhuǎn)向器由轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。按照轉(zhuǎn)向器的不同形式可分為循環(huán)球式、齒輪齒條式、蝸桿曲柄指銷(xiāo)式等轉(zhuǎn)向器。不同的轉(zhuǎn)向器有著不同的特點(diǎn)應(yīng)用于不同的汽車(chē)上。其中小轎車(chē)上常用的是齒輪齒條式的轉(zhuǎn)向器。在本文的后面分析中，就是以這種轉(zhuǎn)向器來(lái)做分析的。動(dòng)力式按照加力裝置的不同可以分為液壓助力式、氣壓助力式和電動(dòng)助力式三種。氣壓助力式主要應(yīng)用于一部分其前軸最大軸載質(zhì)量為3一7t大卡車(chē)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)3并采用氣壓制動(dòng)系的貨車(chē)和客車(chē)上。由于氣壓系統(tǒng)的工作壓力較低(一般不高于0.7MPa)，使得其部件的尺寸比較龐大；同時(shí)壓縮空氣工作時(shí)的噪聲和滯后性使得這種助力方式的轉(zhuǎn)向器只配置在極少一部分車(chē)輛上。相比之下，液壓助力式的轉(zhuǎn)向器成了當(dāng)今汽車(chē)助力轉(zhuǎn)向器的主流。1.2.1機(jī)械轉(zhuǎn)向系機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有傳力件都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。1一轉(zhuǎn)向盤(pán)；2一轉(zhuǎn)向軸；3一轉(zhuǎn)向萬(wàn)向節(jié)；4一轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸；5一轉(zhuǎn)向器；6-轉(zhuǎn)向搖臂；7一轉(zhuǎn)向直拉桿；8一轉(zhuǎn)向節(jié)臂；9一左轉(zhuǎn)向節(jié)；10、12一梯形臂；11一轉(zhuǎn)向橫拉桿；13一右轉(zhuǎn)向節(jié)圖1-1機(jī)械轉(zhuǎn)向系示意圖圖1-1所示為機(jī)械轉(zhuǎn)向系的組成和布置示意圖。當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)1施加一個(gè)轉(zhuǎn)向力矩。該力矩通過(guò)轉(zhuǎn)向軸2、轉(zhuǎn)向萬(wàn)向節(jié)3和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸4輸入轉(zhuǎn)向器5。經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向搖臂6，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向直拉桿7傳給固定于左轉(zhuǎn)向節(jié)9上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂8，使左轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支承的左轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。為使右轉(zhuǎn)向節(jié)13及其支承的右轉(zhuǎn)向輪隨之偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，還設(shè)置7轉(zhuǎn)向梯形。轉(zhuǎn)向梯形由固定在左、右轉(zhuǎn)向節(jié)上的梯形臂10、12和兩端與梯形臂作球鉸鏈連接的轉(zhuǎn)向橫拉桿n組成。從轉(zhuǎn)向盤(pán)到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)