随着国内经济水平的提高，汽车已经成为人们生活的重要工具。中国汽车工业虽然起步晚，但发展迅速，特别是小型SUV产品正在高速增长成为国内乘用车市场的新增长点^[1]。我国SUV销量在2015年、2016年分别达到了632万台以及901万台，增速分别为55％以及42％^[2]。

汽车在行驶过程中，需按驾驶人的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶人的意志而进行转向行驶^[3] 。作为底盘的子系统，转向系统对车辆的舒适性、操纵稳定性等均有重要影响^[4]。因此，设计一套满足紧凑型SUV使用要求的转向系统有一定的现实意义。

从1885年汽车发明至今，汽车转向系统一直随汽车技术的革新而改变^[5]。汽车转向系统的发展历程，与汽车核心部分—发动机的发展历程极其相似，先是主体机械部分的发展，主体机械部分发展到一定的稳定阶段后，其控制部分随后迅速发展^[6-7]。为了提高操纵轻便性，一些汽车开始采用机械式液压助力转向、电-液助力转向和电动助力转向等动力转向系统^[8]。电动助力转向最先应用在日本的微型轿车上。1988年2月日本铃木公司首次在其Cervo车上装备EPS^[9]。在此之后，日本的大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司，美国的Delphi 汽车系统公司、TRW公司，德国的ZF公司，都相继研制出各自的 EPS^[10-11]。随后，更智能化的线控转向系统也走进人们的视线。线控转向系统（SBW）的概念起源于20世纪50年代，美国TRW公司最早提出用控制信号代替转向盘和转向轮之间的机械连接 ^[12]。受制于电子控制技术，直到20世纪90年代，线控转向技术才有较大进展，美国、欧洲、日本在线控转向的研发与推广方面比较活跃，一些采用线控转向系统的概念车陆续展出^[13]。2013年，英菲尼迪的“Q50”成为第1款应用线控转向技术的量产车型^[14]。但是，尽管动力转向系统以及线控转向系统具有更加智能化、设计灵活性更高的优势，符合汽车技术的发展趋势，然而由于传统汽车采用机械转向系统，其技术相对于 SBW 更加成熟、稳定、安全，所以目前绝大多数乘用车仍然普遍采用传统的机械式转向系统^[15]。因此本次毕业设计拟采用机械式转向系统。

汽车转向系统的主体机械部分—转向器，经过早期的发展，其技术已经相当成熟，目前主要采用的有齿轮齿条式、循环球式和蜗杆曲柄指销式等几种^[16]。其中，齿轮齿条式转向器结构简单、紧凑，质量轻，刚性大，转向灵敏，制造容易，成本低，正、逆效率都较高，而且省略了转向摇臂和转向直拉杆，使转向传动机构简化，在轿车和微型、轻型货车上得到了广泛的应用。而循环球齿条齿扇式转向器虽然正效率很高，操纵轻便，使用寿命长，工作平稳可靠，但是，其逆效率也很高，容易将路面冲击力传到转向盘^[3]。目前循环球齿条齿扇式转向器应用范围已越来越小，只有在低速汽车上才有应用^[17]。因此，本次毕业设计拟采用齿轮齿条式转向器。

本次毕业设计通过对一个机械式转向系统的设计，使其能够满足紧凑型SUV的要求，提高操纵轻便性和稳定性。

2. 研究的基本内容与方案

（1）合理选择转向器的结构型式；

（2）确定转向器、转向梯形机构等的选型及结构参数；

（3）转向操纵机构的设计计算；

（4）转向拉杆及前束调整机构的设计计算，完成工程图纸绘制和计算说明书。

2.2 拟采用的技术方案