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毕业设计（论文）开题报告

设计（论文）题目:汽车转向器设计

院系名称:机电学院

专业班级:汽车服务工程

学生姓名:茹小庆

导师姓名:

开题时间:

指导委员会审查意见：

签字：年月日

1、课题选题目的和意义

随着汽车工业的快速发展以及人们对于舒适、安全性能要求的不断提高，对

转向器的安全性及操作稳定性的要求也进一步提高。本次设计通过分析转向器的

功能要求，结合转向器的布置设计，比较各类型的转向器的优缺点设计一款转向

器。根据一些指定的参数结合《汽车构造》和其他相关书籍中关于转向器的理论

知识，给出了优化设计的目标函数和设计变量的选择范围，使设计出的转向器符

合使用要求。

作为汽车转向系统的一个重要组成部分，转向器对汽车的操纵稳定性和驾驶

员的安全驾驶有这直接的影响。特别是在车辆高速化，车流密集化的今天，汽车

转向器的设计极为重要。通过对转向器的优化设计，使其达到汽车总体设计的要

求，以达到对汽车的机构整体优化，更好地提高相应性能，达到更高水平。

通过此次设计提高自身实习运用有关机械设计手册、查图表、画图规范等有

关资料文献的能力，从而进一步培养自身识图、辩图，运算和编写技术文件等基

本技能。通过汽车转向器的设计，培养理论联系实际的设计思想，巩固和加强所

学的专业知识，加强机械设计计算和编写技术文件等的基本功能，为以后从事汽

车设计方面的工作奠定良好的基础。

2、课题研究分析及现状

2.1结构研究分析

汽车车转向器机构涉及整车的操纵性、稳定性和安全性，它的质量也反映了

车辆的质量，是直接关系到车辆性能的关键部件。

上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革

命的开始。汽车转向动力的来源由以前的人力转变为人力加液压助力。液压助力

系统HPS（HydraulicPowerSteering）是在机械式转向系统的基础上增加了一

个液压系统而成。该液压系统一般与发动机相连，当发动机启动的时候，一部分

发动机能量提供汽车前进的动能，另外一部分则为液压系统提供动力。由于其工

作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。这种助力转向系统主要的特点是液压力支

持转向运动，减小驾驶者作用在方向盘上的力，改善了汽车转向的轻便性和汽车

运行的稳定性。

近年来，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向系统中也愈来愈多地采用

电子器件。转向系统因此进入了电子控制时代，。从目前实用的普遍程度来看，

主要的转向器类型有4种：蜗杆销式、蜗杆滚轮式、循环球式、齿条齿轮式。这

四种转向器型式，已经被广泛的使用在汽车上了。

（1）齿轮齿条式转向器

它是一种最常见的转向器。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转

向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。有时，靠齿条来直接带动横拉杆，

就可使转向轮转向。

（2）蜗杆曲柄销式转向器

它是以蜗杆为主动件，曲柄销为从动件的转向器。蜗杆具有梯形螺纹，手指状

的锥形指销用轴承支承在曲柄上，曲柄与转向摇臂轴制成一体。转向时，通过转

向盘转动蜗杆、嵌于蜗杆螺旋槽中的锥形指销一边自转，一边绕转向摇臂轴做圆

弧运动，从而带动曲柄和转向垂臂摆动，再通过转向传动机构使转向轮偏转。

（3）循环球式转向器

这种转向装置是由齿轮机构将来自转向盘的旋转力进行减速，使转向盘的旋

转运动变为涡轮蜗杆的旋转运动，滚珠螺杆和螺母夹着钢球啮合，因而滚珠螺杆

的旋转运动变为直线运动，螺母再与扇形齿轮啮合，直线运动再次变为旋转运动，

使连杆臂摇动，连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动，改变车轮的方向。

（4）齿轮齿条液压助力转向器

齿轮齿条液压助力转向器，是相对于齿轮齿条机械转向器而言的，主要是增

加了转向油泵、转向油壶、转向油管、转向阀、转向油缸等部件，以期达到改善

驾驶员手感，增加转向助力的目的的转向装置。

循环球式转向器的优点：效率高，操纵轻便，有一条平滑的操纵力特性曲线，

布置方便，特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用；易于传递驾驶员

操纵信号；逆效率高、回位好，与液压助力装置的动作配合得好。可以实现变速

比的特性，满足了操纵轻便性的要求。中间位置转向力小、且经常使用，要求转

向灵敏，因此希望中间位置附近速比小，以提高灵敏性。大角度转向位置转向阻

力大，但使用次数少，因此希望大角度位置速比大一些，以减小转向力。由于循

环球式转向器可实现变速比，应用正日益广泛。通过大量钢球的滚动接触来传递