摘 要

随着经济的发展和人们生活水平的日益提升，汽车的地位也随之慢慢爬上了新的高度。现在它不仅仅是人们出行的一种简单工具，更是一种体验甚至可以说是一种享受。日前国家生育新政策的开放使得家庭人口有上升的趋势，因此将来大空间多座椅的SUV必将成为家庭用车的首选车型。但是,众所周知,经济衰弱和能源短缺问题一直没有根本解决，所以汽车各个系统的设计都将成为关键，转向系统便是其中之一。本文对转向系统国内外的现状进行了简单的分析，同时对转向系统的结构进行了仔细的介绍，并通过对转向系统的认识与了解，对转向机构、转向器都结构进行了选型，并对减速机构、转向器结构进行了强度分析，最终设计了一款适用于SUV车型的电动助力转向系统。

关键词：转向系统； 电动助力； SUV ；汽车 ；设计

Abstract

With the development of the increasing economic and people's living standards，the status of the car also will slowly climb to new heights.Now it is not just a simple tool for people to travel, but also an experience even can be said to be a pleasure.Recently because the opening of National Childbirth new policy , family population are on the rise, large space and more seats SUV will become the preferred model family car in the future. But we all know the economy weakened and energy shortages have not been fundamentally resolved, so the design of the various systems of the car will be crucial,the steering system is one of them. In this paper, the present situation of the steering system at home and abroad are simply analyzed, and introduce the structure of steering system carefully,meanwhile through the understanding of steering system, structure of steering gear and sterring mechanism were selected and strength analysis of steering gear and retarding mechanism were made.Finally an electric power steering system for SUV were designed.

Key words: steering system ； electric power ； SUV ；car ；design

目 录

摘要 I

Abstract II

目 录 III

第1章.绪论 1

1.1转向系统研究的背景、目的及意义 1

1.2国内外研究现状及趋势 1

1.3研究内容和目标 2

第2章.转向系的介绍 3

2.1转向系简介 3

2.2转向系的类型及组成 3

2.3转向系设计的基本要求 3

第3章.转向系主要性能参数 4

3.1车身参数查询 4

3.2转向器的效率 5

3.2.1正效率 5

3.2.2逆效率 5

3.3传动比 6

3.3.1转向系传动比 6

3.3.2力传动比和转向系角传动比的关系 6

3.4转向器传动副的传动间隙 7

3.5转向系计算载荷的确定 8

第4章.转向机构 9

4.1电动助力转向机构及其特点 9

4.2电动助力转向机构的组成和工作原理 10

4.2.1电动助力转向机构的组成 10

4.2.2电动助力转向机构的工作机理 11

4.3电动助力转向机构的布置 11

4.4减速机构的设计 13

4.4.1蜗轮蜗杆减速机构的优点 13

4.4.2蜗轮蜗杆主要参数设计 13

4.4.3蜗轮蜗杆材料的选择和强度校核 14

4.4.4蜗杆刚度校核 15

第5章.转向器 16

5.1转向器的种类 16

5.2齿轮齿条式转向器 17

5.2.1转向器的形式 17

5.2.2啮合方式和齿条断面 18

5.2.3齿轮齿条式转向器的设计 18

5.2.4强度校核 19

第6章.转向梯形 21

6.1转向梯形的介绍 21

6.2转向梯形的种类 21

6.3转向梯形基本参数设计 23

第7章.结论 23

参考文献 24

附录 25

致谢 28

第1章.绪论

1.1转向系统研究的背景、目的及意义

转向系统的发展突飞猛进，各种全新的技术和设计理念已经在实际中得以实现，电动助力转向系统更是占据了主导地位，在汽车上发挥着其重要的作用。如果说发动机是汽车的心脏，提供汽车的动力让其行驶，那么转向系统便是汽车的大脑，控制其行动，保证其正常有序的前进和转向^[1]。因此设计一种各方面相互配合、结构相对完美、性能优越的转向系统无疑会对整个汽车有极大的帮助，能综合提升汽车的舒适性、操纵稳定性、燃油经济性以及行驶的平顺性等^[2]。

1.2国内外研究现状及趋势

汽车转向系统的发展经历了很多阶段，有机械式阶段、液压助力式阶段、电控液压式阶段以及现在的电动助力阶段^[6]。目前国内外的转向系统发展都朝着电动助力的方向进行，原始的助力机构因为各种原因已经基本被淘汰，慢慢淡出了人们的视线。转向系统也向着更安全、更环保、更可靠、集成性好和环境适应性的方向发展。

国外方面，日本早已经设计出了辅助转弯的转向系统，包括稳定性辅助，动力分配辅助和制动性辅助等功能；德国有自动泊车系统，通过转向系统的远程控制实现汽车安全自动泊车，对驾驶员有很大的帮助；还有自动规避碰撞系统，在装有红外摄像头的情况下，通过转向系统的控制，使汽车避免与其他物体相碰，大大提高了安全性。

国内汽车发展水平较为落后，没有达到欧美汽车设计的水平，目前对电动助力转向系统的研究还不是很完善，所以与国外各大汽车公司进行交流，从外部吸取设计经验并努力向前发展是首要目标。国内的各大研究中心以及高校也在开展相应的项目，旨在追上国际的脚步，将中国汽车带入到世界中去，中国转向系统还有很长的路要走。

根据多方数据的报告显示，由于全球市场对汽车数量的需求越来越多，转向系统的需求量也在日益攀升。汽车全球的销售额以及销售量都成大幅度增长趋势，预计在2016年前后世界汽车转向系统需求量的增长率每年将会达到5%左右，这是巨大的涨幅，这就提高了对汽车转向系统制造商的要求，在保证质量的前提下还要进行数量的提升和售后服务水平的完善，同时还要确保自身的制度体系以及管理的合格。未来全球的市场趋势会有以下几点：