汽車車燈調節機構設計（全套含CAD圖紙）

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 本科畢業設計開題報告 題 目：汽車車燈調節機構設計 系 別：機電工程系 專 業： 姓 名： 學 號： 指導教師： 年年 月 日 - 22 - 本科畢業設計開題報告 二級學院 機電工程系 專業 班級 姓名 學號 聯系方式 題目 汽車車燈調節機構設計 一、 選題背景（設計的社會與市場的需求性、生產必要性、經濟性等） 隨動轉向大燈也被稱之為自適應大燈(Adaptive?Frontlighting?System)英文簡稱AFS，隨動轉向大燈能夠不斷對大燈進行動態調節，保持與汽車的當前行駛方向一致，以確保駕駛員在任何時刻都擁有最佳的可見度，而普通大燈具有固定的照射范圍，當夜間汽車在彎道上轉彎時，由于無法調節照明角度，常常會在彎道內側出現“盲區”，極大地威脅了駕駛員夜間的安全駕車。 汽車工業是一個國家經濟的支柱產業，在美國、德國、英國、日本、韓國等發達國家，汽車在國民經濟中占較大比例。我國的汽車工業正處于發展壯大時期，發展前景及汽車市場潛力很大，隨著車輛擁有量的增加，行車安全成為一個非常重要的問題，據統計自汽車問世一百多年以來，全世界已有3000萬人死于交通事故。入引起汽車事入故的原因是多方面的，有人為因素，也有客觀存在的因素，據調查，由于汽車車燈及信號燈故障所引起的交通事故較多，特別是在市區內及高速路上行車時，由于車燈故障所引起的交通事故比例較高。為減少行車時的安全隱患，保證汽車行駛過程中，汽車車燈工作的可靠性，隨著汽車工業及電子技術的發展，汽車上的各項技術特別是控制技術越來越成熟，控制系統向自動化、智能化方向不斷發展。在汽車行駛安合性方面，盡可能提高駕駛員的視野性（視野性即是指駕駛員在操縱汽車量，不需改變操作姿勢而對道路及周圍環境觀察的可見范圍）。汽車車燈信號系統的主要作用是保證夜間行車安全和向一環境（如人、其它車輛等）發出警告、示意行車信號（如轉向信號、制動信號、倒車信號等）框中不輸入。汽車車燈故障率在汽車行駛過程中是比較高的，車燈故障時，不能正確反映汽車駕駛員的行車意識而給安全行車埋下事故隱患。安全、節能、環保以及智能化和信息化是未來汽車的發展趨勢。與這些要求相適應，汽車電子化的趨勢越來越明顯，半導體在汽車成本中所占比例也越來越高，根據Strategy?Analytics的分析，每輛汽車平均含有的半導體產品在框中不輸入2004年已經達到了223美元，并將在2015年增長到400美元。預計2003年到2008年汽車半導體市場的平均增長率為11.1%，由框2003年的137入億美元增長到2008框年的232億美元。汽車智能化相關的技術總是已受到汽車制造商們的高度重視。其主要技術中“動駕駛儀”的構想必將依賴于電子技術實現。智能交通系統（ITS）的開發將與電子、框中不輸入衛星定位等多個交叉學科相結合。它裝有電子地圖，可以顯示出前方道路、并采用衛星導航。從全球定位衛星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況，向駕駛員提供距離最短而且能繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線。未來的某天，路上行駛的都會是由計算機控制的能智能汽車。集成化、多路傳輸、模塊化技術是今后另一個大有發展前景的領域。為了減小體積，減輕質量，提高可靠性，減少裝配工時，這都要求將分散的部件，組合成一個整體模塊。這樣可以共用傳感器、控制元件、線路，使零件數量減少，減少連接點從而提高可靠性。其核心技術是在20世紀90年代開始推廣的多路傳輸技術。采用多路傳輸技術需要有智能型傳感器及執行機構的配合，對電子控制集成掄的實現也是十分必要和有效的。采用這些技術可減少質量，減少結構的復雜性，因而降低成本，并可大幅提高可靠性。 二、課題設計 2.1課題的內容 分析系統性能總體結構 初步設計系統總體結構 設計車燈調節結構的機械結構 零配件的設計，繪制零件圖，編寫典型零件的機械加工工藝。 繪制總裝配圖 2.2課題的目的 車燈作為汽車功能的重要構成部分和車身外型的點睛之筆，其最基本的作用———安全，卻常常被一些有車族忽視。 其實，車燈使用正確與否直接影響到有車族的行車安全，而大燈和安全尤其有著密切的聯系。據統計，60％的車禍都是因為視線不清造成的，因此，許多高檔豪華車和歐洲車都把自動大燈作為一項重要且基本的主動安全配置。燈光是駕駛員向外界傳遞的主要信息，也是夜間行車的重要保證，車燈出現故障或者燈光效能差會影響行車的安全，國內外很多車事故是與車燈有關。由其是在夜間開車轉彎時出現事故的情況由其多。因為一般傳統的汽車大燈都是直射的，車子晚上過彎的時候，根本無法照射到內側，也就是我們常說的照明“盲區”， 轉向時靜態大燈限制了駕駛者的視野，因此常常會產生"黑洞"。如果沒有及時發現彎道內側的行人情況，很容易發生危險事故。那么要解決駕駛員的視角盲區，就要求能使燈光能夠照到轉彎內側部份。而顯然燈光是直身的不可能轉彎，所以我們只有讓燈旋轉一些角度。那么使燈與車輪同步旋轉相同角度的話，也就能使燈始終與汽車行駛方向一致了。這樣就很好的解決了駕駛夜間轉彎時出現的視用盲區了。大燈只是車輛的一個部件，但往往在這種細節之處的改進可以讓消費者得到更貼心的關愛。見微知著，前大燈體現出的人性化科技內涵，是其整車開發思路的一個縮影。所以解決這種給駕駛員帶來安全隱患是我們設計的主要目的。 2.3課題的意義 所謂汽車車燈同步轉向系統是指汽車在轉向時汽車的大燈與汽車的車輪達到同時同步轉向。該科題設計難點在于車燈與車輪的同步上。由于汽車的兩個轉向車輪轉向不同。所以汽車的兩個轉向車燈也不相同。 該設計科題的背景在于越來越多的人開始觀注注汽車給我們生活帶來方便的時候陪隨著不斷升高的事故及其帶事的嚴重的損失。人們追求的不但是汽車快速便利的交通工具與外表的美觀，而且也希望著有駕車更能使人感覺到舒適。而車燈作為汽車的眼睛具的傳遞汽車神韻的說。那么在夜間行駛與轉向中作用自是不用說的了。但開現階段真正能讓駕駛者把汽車大燈當能當著自己的眼睛使用的不多。這原因是人的眼晴可以轉動可以看很寬的范圍而汽車車燈是固定的不動的。在很多時候出現了局限性。 2.4 文獻綜述 本課題主要是汽車車燈調節機構，該調節機構主要運用了轉向器，轉向器可使輕松的操縱轉各盤就能使轉向盤的回轉運動轉變為橫拉桿的往復運動。轉向盤的轉角與轉搖臂的擺角之比就是小齒輪系數的減速比這個減速比又稱轉向器的齒轉系數。方向盤直行時齒系數21.5轉向盤最大轉發角時齒輪系數19.5。轉向盤和轉向軸是轉向操縱機構。轉向軸上有時使用萬向轉動裝置，駕駛員用人力通地操縱機構表達當汽車轉向意愿。轉向器能減速增矩和改變力的傳遞方向。轉向器在齒輪齒條式、球面螺桿滾輪式、循環式、蝸桿曲柄雙指銷式等。轉向傳動機構用轉向梯形保證汽車左右輪偏轉角度保持一定的關系。左右轉向節臂和橫拉桿組成的轉向梯開對轉向性能有得要影響。當駕駛員轉動轉向盤轉向軸將轉矩傳遞動轉向器。轉向器的是搖臂的擺動。搖臂擺運使轉向直拉桿前后搖動。轉向節臂被拉動繞轉向主銷擺動，于是轉向器側的車輪偏轉實現轉向。另一側車輪通過左右梯形臂和轉向橫拉桿組成的轉向梯形偏轉一定角度實現轉向。由于兩輪與地面接觸點到轉向中心的距離不同，故兩側車輪轉向時的偏轉角度不不相同的。 可變速比是指操縱轉向時的齒輪比是可變化的轉向齒輪越靠近外側，齒距就越小即直行時減速比最小，轉向盤操縱靈活，車輛進時等能輕松地將轉向盤轉到最大。轉向齒輪有齒輪齒條型也有扇形，此外還有內置傳感速度扭力桿的可變機構。 齒輪齒條式轉向器主要由轉向齒輪齒條一對傳動副。轉向殼體由一根鋼管和壓配在其兩端接頭組志，并用螺栓固定在車架上。齒條與齒輪始終保證無間隙嚙合，主要依靠齒條導向座下方彈簧彈力作用。彈簧彈力可通過調整螺塞視調整。齒輪齒條式轉向器由于傳動比小，廣泛用在微形和輕型汽車上采用。其優點； (1)結構簡單輕便，機構體積小齒條本身可代替傳力機件。 (2)直接嚙合操幽會靈敏度高。 (3)轉向器總成完全密封，無需維護。 齒輪齒條式轉向器 機械轉向系統中的轉向器中齒輪齒條式轉向器比較常用。下面了解一下齒輪齒條式轉向器的結構。 齒輪齒條式轉向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。 1.轉向橫拉桿 2.防塵套 3.球頭座 4.轉向齒條 5.轉向器殼體 6.調整螺塞 7.壓緊彈簧 8.鎖緊螺母 9.壓塊 10.萬向節 11.轉向齒輪軸 12.向心球軸承 13.滾針軸承 兩端輸出的齒輪齒條式轉向器如圖d-zx-5所示，作為傳動副主動件的轉向齒輪軸11通過軸承12和13安裝在轉向器殼體5中，其上端通過花鍵與萬向節*10和轉向軸連接。與轉向齒輪嚙合的轉向齒條4水平布置，兩端通過球頭座3與轉向橫拉桿1相連。彈簧7通過壓塊9將齒條壓*在齒輪上，保證無間隙嚙合。彈簧的預緊力可用調整螺塞6調整。當轉動轉向盤時，轉向器齒輪11轉動，使與之嚙合的齒條4沿軸向移動，從而使左右橫拉桿帶動轉向節左右轉動，使轉向車輪偏轉，從而實現汽車轉向。 　　中間輸出的齒輪齒條式轉向器如圖d-zx-6所示，其結構及工作原理與兩端輸出的齒輪齒條式轉向器基本相同，不同之處在于它在轉向齒條的中部用螺栓6與左右轉向橫拉桿7相連。在單端輸出的齒輪齒條式轉向器上，齒條的一端通過內外托架與轉向橫拉桿相連。（d-zx-6） 1.萬向節* 2.轉向齒輪軸 3.調整螺母 4.向心球軸承 5.滾針軸承 6.固定螺栓 7.轉向橫拉桿 8.轉向器殼體 9.防塵套 10.轉向齒條 11.調整螺塞 12.鎖緊螺母 13.壓緊彈簧 14.壓塊 轉向直拉桿的作用是將轉向搖臂傳來的力和運動傳給轉向梯形臂(或轉向節臂)。它所受的力既有拉力、也有壓力，因此直拉桿都是采用優質特種鋼材制造的，以保證工作可*。直拉桿的典型結構如圖十所示。在轉向輪偏轉或因懸架彈性變形而相對于車架跳動時，轉向直拉桿與轉向搖臂及轉向節臂的相對運動都是空間運動，為了不發生運動干涉，上述三者間的連接都采用球銷 循環球式轉向器 循環球式轉向器是目前國內外應用最廣泛的結構型式之一， 一般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副，第二級是齒條齒扇傳動副。 為了減少轉向螺桿轉向螺母之間的摩擦，二者的螺紋并不直接接觸，其間裝有多個鋼球，以實現滾動摩擦。轉向螺桿和螺母上都加工出斷面輪廓為兩段或三段不同心圓弧組成的近似半圓的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道。 螺母側面有兩對通孔，可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內。轉向螺母外有兩根鋼球導管，每根導管的兩端分別插入螺母側面的一對通孔中。導管內也裝滿了鋼球。這樣，兩根導管和螺母內的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨立的封閉的鋼球"流道"。 轉向螺桿轉動時，通過鋼球將力傳給轉向螺母，螺母即沿軸向移動。同時，在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內滾動，形成"球流"。在轉向器工作時，兩列鋼球只是在各自的封閉流道內循環，不會脫出。 蝸桿曲柄指銷式轉向器 蝸桿曲柄指銷式轉向器的傳動副(以轉向蝸桿為主動件，其從動件是裝在搖臂軸曲柄端部的指銷。轉向蝸桿轉動時，與之嚙合的指銷即繞搖臂軸軸線沿圓弧運動，并帶動搖臂軸轉動。 由上可以看出齒輪齒條式的好處。所以我人在設計時也采用了這種方式。 從轉向器傳出的是搖臂的擺動。搖臂擺運使轉向直拉桿前后搖動。轉向節臂被拉動繞轉向主銷擺動，于是轉向器側的車輪偏轉實現轉向轉轉向傳動機構 將轉向器輸出的力和運動傳給車輪(轉向節)，并使左右車輪按一定關系進行偏轉的機構。那么接受轉向器傳出的使搖臂擺的一系列參數就是汽車車輪的轉向機構。 隨著車速的提高，現代汽車的轉向輪有時會產生擺振（轉向輪繞主銷軸線往復擺動，甚至引起整車車身的振動），這不僅影響汽車的穩定性，而且還影響汽車的舒適性、加劇前輪輪胎的磨損。在轉向傳動機構中設置轉向減振器是克服轉向輪擺振的有效措施。轉向減振器的一端與車身（或前橋）鉸接，另一端與轉向直拉桿（或轉向器）鉸接。 1.螺母 2.球頭銷 3.橡膠防塵墊 4.螺塞 5.球頭座 6.壓縮彈簧 7.彈簧座 8.油嘴 9.直拉桿體 10.轉向搖臂球頭銷 1.連接環襯套 2.連接環橡膠套 3.油缸4.壓縮閥總成 5.活塞及活塞桿總成 6.導向座 7.油封 8.擋圈 9.軸套及連接環總成　10.橡膠儲液缸 通過上面兩圖我們可以看出這種加上液壓的轉向器中的橫向拉桿很好的防止了汽車車轉向輪繞主銷軸線往復擺動引起整車車身振動現象。 在控制車輪轉動中先前已介紹過了機械轉向系統?，F在我們看看動力轉向系統。 普通的動的轉向系統 橫向加速度車速感應型四輪轉向系統，其結構是在前輪的動力轉向器上，再安裝一個后輪專用的控制閥，產生一個大致與橫向加速度成比例的，與前輪轉向器阻力相平衡的油壓，把該壓力的油液送到后輪執行機構。在執行機構中，如圖d-zx-37所示，裝入高剛性彈簧，當與送來的油壓達到平衡狀態時，輸出桿便產生位移，從而帶動后輪開始轉向。 1.儲油罐2.泵3.前動力缸4.分配閥5.后動力缸6.彈簧7.控制器8.電磁閥 d-zx-37 　前輪轉角，車速感應型四輪轉向系統，在該系統中，從油泵出來的油液直接流入圖d-zx-39的電磁伺服閥，按計算機指令，控制油液流入后輪執行機構。 1.儲油罐2.泵3.前動力缸4.分配閥5.后動力缸6.彈簧7.控制器8.電磁閥 9.切斷閥10.車速 d-zx-39 電動助力轉向系統 　電動轉向系統EPS(Electric Power Steering)把一個機械的系統和一個 電控的電動馬達結合在一起形成的一個動力轉向系統。與液壓系統不同的是，助力改由電機提供，因此，要有一個力矩傳感器來測量作用在方向盤上的力矩，由電子控制單元來計算所需要的力矩。作用在方向盤上的力矩曲線由一個電動馬達來分配。通過電動馬達提供轉向所必須要的力，它通過一個減速器作用在轉向柱上，在循環球式的傳動裝置中，直接作用在齒扇上的力太大，因此大多選用齒輪齒條轉向器。根據助力位置不同分為三種形式：1、轉向柱助力式.2、小齒輪助力式.3、齒條助力式. 由于EPS改由電機提供助力，助力大小由電控單元ECU實時調節與控制，可以較好解決汽車操縱時輕與靈的矛盾。 　電動助力轉向最早應用在微型汽車上，1988年2月日本鈴木公司首次在其Cervo車上裝備，目前電動助力轉向系統主要應用在轎車上，并逐漸從微型轎車向更大型轎車和商務車發展]。其優點有： 1 EPS能在各種行駛工況下提供最佳助力，減小由路面不平所引起的對轉向系統的擾動，改善汽車的轉向特性，減輕汽車低速行駛時的轉向操縱力，提高汽車高速行駛時的轉向穩定性，進而提高汽車的主動安全性。并且可通過設置不同的轉向手力特性來滿足不同使用對象的需要。 2 EPS只在轉向時電動機才提供助力(不像HPS，即使在不轉向時，油泵也一直運轉)，因而能減少燃料消耗。 3 由于直接由電動機提供助力，電動機由蓄電池供電，因此EPS能否助力與發動機是否起動無關，即使在發動機熄火或出現故障時也能提供助力。 4 EPS取消了油泵、皮帶、皮帶輪、液壓軟管、液壓油及密封件等，其零件比HPS大大減少，因而其質量更輕、結構更緊湊，在安裝位置選擇方面也更容易，并且能降低噪聲。 5 EPS沒有液壓回路，比HPS更易調整和檢測，裝配自動化程度更高，并且可以通過設置不同的程序，快速與不同車型匹配，因而能縮短生產和開發周期。 6 EPS不存在滲油問題，消除了液壓助力中液壓油泄漏問題，可大大降低保修成本，減小對環境的污染，改善了環保性。 7 EPS比HPS具有更好的低溫工作性能。 電動助力轉向目前已成為世界汽車技術發展的研究熱點之一。 電子轉向 　電子轉向系統取消了方向盤與轉向輪之間的機械連接，改而由方向盤模塊、轉向執行模塊和主控制器ECU三個主要部分以及自動防故障系統、電源等輔助模塊組成。 電子轉向系統SBW(Steer-By-Wire)是汽車轉向方面最為先進和前沿的技術之一，具有很多優點： 1 取消了方向盤和轉向車輪之間的機械連接，通過軟件協調它們之間的運動關系，因而取消了它們之間的機械約束和干涉，使之可以相對獨立運動，因而可以實現傳動比的任意設置，可以根據車速和駕駛員喜好由程序根據汽車的行駛工況實時設置傳動比。同時還可以從信號中提出最能夠反映汽車行駛狀態的信息，作為方向盤回正力矩的控制變量，使方向盤僅僅提供駕駛員有用信息，以減輕駕駛員的體力腦力負荷，提高“人-車閉環系統”對道路的跟蹤特性。同時由于減少了機構部件數量，而減少了從執行機構到轉向車輪之間的傳遞過程，使系統慣性、系統摩擦和傳動部件之間的總間隙都得以降低，從而使系統的響應速度和響應的準確性得以提高。 2 電子轉向系統采用了軟件控制，因而可以把轉向系統與其它主動安全設備如ABS、汽車動力學控制、防碰撞、軌道跟蹤、自動導航以及自動駕駛等功能相結合，實現對汽車的整體控制，提高汽車整體穩定性，且實現了ITS中的汽車輔助轉向功能。 3 電子轉向系統在實現上述操作性能上的突破的同時也帶來了可觀的經濟性和環境效益。 4 電子轉向系統是通過一個通用的執行器來調整轉向的。要對汽車轉向的動力性進行調整，必須使用一個轉角傳感器，這并不影響方向盤對車輪的快速調整。另一方面，一個力矩傳感器也是必須的，它將對汽車轉向的調整和自動駕駛起重要作用。因此，駕駛員通過提供到方向盤的力矩知道正確的方向，并通過進一步的引導控制系統來進行評估。 5 與“電子駕駛”和“電子停車”一起，它提供了把它們實際化的條件，并且把動力性和汽車控制統一到一個系統中。 6 對汽車生產商的好處。傳統轉向系中轉向柱安裝要求提供足夠的空間(左手或右手駕駛)，而電子轉向嚴格的控制了轉向柱在發動機間隔內的自由度，表明了機械式的轉向柱沒有很好的利用發動機的空間。 7 對將來的好處 提供轉向的舒適性，路況作為評估系統，只有有用的信息才提供給駕駛員。 　方向盤的回饋力矩和轉向傳動比能通過軟件不斷的調整，因此，可以使轉向系統對任何目標和環境進行調整，而不需要對系統進行重新設計。 沒有轉向柱減少了駕駛員在事故中受傷的危險。 轉向行為(減速、加速、自動轉向)都被軟件記錄，為再以后的繼續完善提供了第一手的資料。 　SBW可以追溯到二十世紀六十年代末，當時德國Kasselmann等試圖將轉向盤與轉向車輪之間通過導線連接，由于電子和控制技術的制約，一直無法在實車上實現，到1990年左右，世界上各大汽車廠商、研發機構等先后對SBW深入研究，到目前為止，在一些概念車上安裝了改系統，SBW預示著未來汽車的一個發展方向。 　目前應用廣泛的助力轉向器是傳統液壓助力系統、電液助力系統和電動助力系統，表1和表2展示了EPS及HPS在世界各地的需求趨勢。數據表明，在世界范圍內，電動轉向器和電液轉向器的使用會增加很快，2001年大約26.7%的安裝在新車中的轉向器是這種節能型的。即使是保守的估計，到2006年歐洲市場中電動轉向器和電液轉向器的份額會達到56%。 由于電動助力系統不僅可以提供汽車在高速下的操縱穩定性，還能減小轉向系統的質量并節省能源，因而迎合了下一代汽車對環保的要求。根據汽車車型的不同，使用電動助力系統能夠降低燃油費用達5%～10%。但是由于目前汽車電源和電機本身的一些原因，限制了電動助力在大型汽車上的應用。隨著未來技術的不斷發展和進步，這一問題將會得到解決。未來轉向系統將會是以電動助力為主導，其他形式為輔。 這些都是已出現并運用了的控制系統。但在我們的設計中將不采用動力控制裝置。主要是因為它的結構復雜。而且要求的精度要高，還有成本也很高。對一個車燈轉向將轉置所要的轉向力不是很大而且要便于精確控制所以對于我們的車燈轉向裝置將不借用這種動力系統。這里提出來主要是有利于理解汽車方向控制系統的轉向控制方式和目前對于汽車轉向控制的技術。 三、課題研究現狀 3.1國外研究現狀 隨著汽車工業的迅速發展，轉向裝置的結構也有很大變化。汽車轉向器的結構很多，從目前使用的普遍程度來看，主要的轉向器類型有4種：有蝸桿肖式(WP型)、蝸桿滾輪式(WR型)、循環球式(BS型)、齒條齒輪式(RP型)。這四種轉向器型式，已經被廣泛使用在汽車上。 據了解，在世界范圍內，汽車循環球式轉向器占45％左右，齒條齒輪式轉向器占40％左右，蝸桿滾輪式轉向器占10％左右，其它型式的轉向器占5％。循環球式轉向器一直在穩步發展。在西歐小客車中，齒條齒輪式轉向器有很大的發展。日本汽車轉向器的特點是循環球式轉向器占的比重越來越大，日本裝備不同類型發動機的各類型汽車，采用不同類型轉向器，在公共汽車中使用的循環球式轉向器，已由60年代的62．5％，發展到現今的100％了(蝸桿滾輪式轉向器在公共汽車上已經被淘汰)。大、小型貨車大都采用循環球式轉向器，但齒條齒輪式轉向器也有所發展。微型貨車用循環球式轉向器占65％，齒條齒輪式占 35％。 綜合上述對有關轉向器品種的使用分析，得出以下結論： 循環球式轉向器和齒輪齒條式轉向器，已成為當今世界汽車上主要的兩種轉向器；而蝸輪#0;蝸桿式轉向器和蝸桿肖式轉向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。 在小客車上發展轉向器的觀點各異，美國和日本重點發展循環球式轉向器，比率都已達到或超過90％；西歐則重點發展齒輪齒條式轉向器，比率超過50％，法國已高達95％。 由于齒輪齒條式轉向器的種種優點，在小型車上的應用(包括小客車、小型貨車或客貨兩用車)得到突飛猛進的發展；而大型車輛則以循環球式轉向器為主要結構。 循環球式轉向器的特點是：效率高，操縱輕便，有一條平滑的操縱力特性曲線。 布置方便。特別適合大、中型車輛和動力轉向系統配合使用；易于傳遞駕駛員操縱信號；逆效率高、回位好，與液壓助力裝置的動作配合得好。 可以實現變速比的特性，滿足了操縱輕便性的要求。中間位置轉向力小、且經常使用，要求轉向靈敏，因此希望中間位置附近速比小，以提高靈敏性。大角度轉向位置轉向阻力大，但使用次數少，因此希望大角度位置速比大一些，以減小轉向力。由于循環球式轉向器可實現變速比，應用正日益廣泛。 通過大量鋼球的滾動接觸來傳遞轉向力，具有較大的強度和較好的耐磨性。并且該轉向器可以被設計成具有等強度結構，這也是它應用廣泛的原因之一。 變速比結構具有較高的剛度，特別適宜高速車輛車速的提高。高速車輛需要在高速時有較好的轉向穩定性，必須保證轉向器具有較高的剛度。 間隙可調。齒條齒扇副磨損后可以重新調整間隙，使之具有合適的轉向器傳動間隙，從而提高轉向器壽命，也是這種轉向器的優點之一。 我國的轉向器生產，除早期投產的解放牌汽車用蝸桿#0;滾輪式轉向器，東風汽車用蝸桿肖式轉向器之外，其它大部分車型都采用循環球式結構，并都具有一定的生產經驗。目前解放、東風也都在積極發展循環球式轉向器，并已在第二代換型車上普遍采用了循環球式轉向器。由此看出，我國的轉向器也在向大量生產循環球式轉向器發展。 循環球式轉向器在國外實現了專業化生產，同時以專業廠為主、大力進行試驗和研究，大大提高了產品的產量和質量。在日本“精工”(NSK)公司的循環球式轉向器就以成本低、質量好、產量大，逐步占領日本市場，并向全世界銷售它的產品。德國ZF公司也作為一個大型轉向器專業廠著稱于世。它從1948年開始生產ZF型轉向器，年產各種轉向器200多萬臺。還有一些比較大的轉向器生產廠，如美國德爾福公司SAGINAW分部；英國BURM#0;AN公司都是比較有名的專業廠家，都有很大的產量和銷售面。專業化生產已成為一種趨勢，只有走這條道路，才能使產品質量高、產量大、成本低，在市場上有競爭力。 3.2國內研究現狀 我國汽車企業要參與國際競爭還有很大差距，主要是缺乏自主研發能力。在汽車產業鏈前端研究開發、人才建設和產業鏈后端檢測、信息服務上領先一步，才能使汽車產業乃至整個制造業升級換代。國內汽車企業今后的發展方向，必須用高新技術全面武裝自己，向專業化發展，在條件成熟時走聯合之路是必然的發展趨勢。? ??? 無論是源于企業自主或者市場導向，國內一些汽車模具企業已開始積極尋求升級的途徑。東風汽車模具公司在國內率先成功設計制造了高檔乘用車外表件———發動機罩內外板模具，改變了中國高檔乘用車外表件模具工裝全部靠進口的歷史。為了提高品牌建設，增強競爭力，浙江寧波北侖新區已向國家工商局申報注冊“北侖模具”的集體商標，這在國內同行業中尚為首創。? ??? 業內專家在預測中國汽車行業的未來發展趨勢時指出，從總體上看，我國技術含量低的汽車已供過于求，市場利潤空間狹小。我國汽車今后的發展方向，應該注重產品結構的調整和定位，并進一步提升模具的制造技術水平，占領結構復雜、精密度高、技術含量高的高檔市場。 改革開放以來，我國汽車工業發展迅猛。作為汽車關鍵部件之一的轉向系統也得到了相應的發展，基本已形成了專業化、系列化生產的局面。有資料顯示，國外有很多國家的轉向器廠，都已發展成大規模生產的專業廠，年產超過百萬臺，壟斷了轉向器的生產，并且銷售點遍布了全世界。 四、課題設計方案 4.1設計方案選型與分析（選擇多種方案比較，分析優缺點） 方案一—汽車前大燈同步轉向器 申請專利號 89213154.3 　 專利申請日 1989.08.24 　 名稱 汽車前大燈同步轉向器 公開（公告）號 2053171 公開（公告）日 1990.02.21 　 頒證日 　 優先權 ? 申請（專利權） 龐達 　 地址 四川省重慶市江北區青草壩長江三村49-2號郵630024　 發明（設計）人 龐達 　 國際申請 ? 國際公布 ? 專利代理機構 重慶市專利事務所 　 代理人 陳紀綱; 田正偉 　 專利摘要 一種汽車前大燈同步轉向器，屬于汽車照明用，其特征是：在汽車轉向器的轉向軸上套有一軟軸，在軟軸的另一端套有與前大燈燈軸下的蝸輪嚙合蝸桿。當汽車夜間行駛轉彎時，轉向盤使軟軸轉向帶動蝸桿蝸輪轉動，從而使前大燈轉向器同步轉動，前大燈始終照射汽車欲行的路面。本實用新型具有結構簡單，制造易，安全可靠等優點。 　 專利主權項 一種汽車前大燈同步轉向器，由隨汽車轉向器總成，和轉向盤，轉動的軟軸，以及燈軸組成，其特征在于：在軟軸上套有蝸桿，車燈軸下端固有一與蝸桿嚙合的蝸輪。 　 方案二—隨動轉向大燈 基于消費者對汽車安全的愈加關注以及大燈制造成本的下降等因素，隨動轉向大燈將成為今年汽車流行的元素之一。一般傳統的汽車大燈都是直射的，車子晚上過彎的時候，根本無法照射到內側，也就是我們常說的照明“盲區”，如果沒有及時發現彎道內側的行人情況，很容易發生危險事故。隨動轉向大燈或許就是這樣應運而生的吧，車主在應付這樣的彎道時，隨動轉向大燈可以不斷地進行動態調節，保持與汽車的當前行駛方向一致，以確保駕駛員在任何時刻都擁有最佳的可見度，以此保證夜間的行車安全。 隨動轉向大燈以前曾經是BMW 5系的獨有技術，其實早在去年，隨動轉向大燈就已經開始悄然出現到其他的車型上了，如去年上市的雪鐵龍凱旋就是其一。 ?隨動控制大燈絕對是大燈技術中的尖端技術。具有隨動照明功能的雙氙氣大燈絕對是尖端大燈技術。BMW 330i是同級別車型中唯一一款具備高級隨動控制大燈系統的車型。 ????隨動控制大燈能夠不斷對大燈進行動態調節，保持與汽車的當前行駛方向一致，以確保對前方道路提供最佳照明并對駕駛員提供最佳可見度，從 而顯著增強了黑暗中駕駛的安全性。這在轉向時更具優勢。轉向時靜態大燈限制了駕駛者的視野，因此常常會產生"黑洞"，而隨動控制大燈能夠動態跟蹤前方路況，像魔杖一樣引導駕駛者在彎道上行駛。 ? 從技術上講，這個"魔杖"是一種緊密的聯網協作安全系統，它能夠不斷調節大燈，適應當前的轉向角。在汽車方向盤角度、車輛偏轉率和行駛速度的控制下，雙氙氣大燈像眼睛一樣自動移動到正確的方向來照亮前方道路。為避免對面來車造成的眩目危險，隨動控制大燈帶有大燈照明高度動態調節和大燈清洗系統。 在汽車的照明領域里，隨動轉向大燈算得上是較為尖端的技術裝備了。通常，汽車上安裝的普通大燈具有固定的照射范圍，當夜間汽車在彎道上轉彎時，由于無法調節照明角度，常常會在彎道內側出現“盲區”，極大地威脅了駕駛員夜間的安全駕車。隨動轉向大燈能夠不斷對大燈進行動態調節，保持與汽車的當前行駛方向一致，以確保駕駛員在任何時刻都擁有最佳的可見度。這種先進的汽車照明裝備，從前很少能在國產轎車中見到，只有寶馬等高檔車型上裝有。不過最近，細心的消費者會在相繼上市的幾款中高檔級別車上驚喜地發現隨動轉向大燈的身影，這幾款車分別是東風雪鐵龍的凱旋、廣州豐田的凱美瑞和東風日產的新天籟。 凱旋的隨動轉向功能可“上下”、“左右”隨動，光束隨轉向盤轉動而轉動（轉彎時內側燈可轉動，外側燈可轉動），光束寬度加大，特別在連續彎道上，彎道內側照明更寬，照明范圍更大，可照亮傳統車燈照不到的盲區，以便駕駛員及時發現路上的障礙物和行人，提高了駕車的安全性。? 凱美瑞的隨動轉向大燈基本上與凱旋上的工作原理相同。所謂的“上下”隨動和“左右”隨動分別是前大燈智能隨動系統和光軸自動調整系統。在夜間轉彎時，能根據車速以及轉向盤轉向角度，自動調整近光燈的照射中心，自動指向入彎，確保彎道中的高能見度。在后排負載較重導致車身角度上揚時，自動調整光軸傾角，避免光軸上揚對對面來車駕駛人員的干擾。 燈光是駕駛員向外界傳遞的主要信息，也是夜間行車的重要保證，車燈出現故障或者燈光效能差會影響行車的安全，一套表現優異的車燈對于主動安全的重要性一點也不亞于ABS、AFS、ALS等先進的汽車照明裝備，從前只有在寶馬545i等豪華車型上裝備。而新近上市的以“創造中高級轎車全球新標準”為目標開發的凱美瑞裝備了這兩種旨在提升夜間行車安全的高科技裝備。 不少人會為凱美瑞氙氣前大燈穩重、大氣而又不失時尚的設計而驚嘆。實際上在漂亮的“外衣”之下，凱美瑞前大燈所包含的實用高科技更加值得稱道，堪稱美學與科技的完美結合。凱美瑞各型號的前大燈均裝備有AFS智能隨動系統（Adaptive Front-Lighting System）、ALS自動光軸調節系統（Auto Leveling System），并且200E之外的4個型號均配有大燈清洗裝置。通常，汽車上安裝的普通大燈具有固定的照射范圍，當汽車夜間在彎道上轉彎時，由于無法調節照明角度，常常會在彎道內側出現“盲區”，極大地威脅了夜間的行車安全。AFS智能隨動系統有效的解決了這個問題。以凱美瑞為例，在夜間轉彎時，AFS能根據車速以及方向盤轉向角度，自動調整兩側大燈的照射范圍，消除“盲區”，確保彎道中的高能見度。 如果說AFS控制的是燈光的“左右”調整，那么ALS控制的則是燈光的“上下”調整。通常，汽車大燈的光軸與車身水平線保持一致。如果后排負載較大，車身水平線難免會出現上揚，因此大燈的光軸也隨之上揚，會對對面車輛的駕者產生干擾。一般駕者都會對此深惡痛絕，實際上，這也正是導致許多車禍發生的原因。ALS在后排負載較重導致車身角度上揚時，可自動調整光軸傾角，保持光軸水平，避免光軸上揚對對面來車駕駛人員的干擾。 4.2方案的確定 根據前面所述選擇方案二 首先對該結構的力傳動與機構中的運動部件進行說明。該機構從汽車轉向時力從轉向盤（俗說的方向盤通過轉向柱通過齒輪齒條嚙合的轉向器按一定的齒系比傳動給橫向拉桿（5）左右水平移動。假設在橫向拉桿向左移動一定距離L，則車輪轉向臂（1）受力向左擺動使車輪（2）向右擺一定的角度（假定為擺角a）。那么車輪的左轉向臂（6）就向右擺動一定角度a。在左轉向臂的作用下橫向拉桿（8）就向右移動一段距離。這個距離由于車輪臂（1）與左轉向臂（6）都固定在車輪轉向節（3）上且它們與車輪轉向節（3）的夾角相同如圖；從而它們的轉角相同且兩臂相等長度，所以在與轉向器相連接的橫向拉桿左稱長度與橫向拉桿（8）右移長度相等，都為L?？臻g的傳力桿（7）由中間支點使得兩端形成一個等臂桿。這樣通過橫向拉桿（8）向右的水平移動長度L就傳遞給了橫向拉桿（9）向左的水平移動長度L。車燈搖臂（10）的長度又與左轉向臂（6）的長度相等并且靜止不動時兩者空間平行。那么車燈搖臂（10）就向左擺一定角度a由于車燈與車燈搖臂（10）相固定連接又與車燈橫向支架作支撐點所以車燈（11）就向右擺一定角度a。而該裝置中車輪轉向臂與轉向器中的橫向拉桿開形成一個梯形架。所以在該機構左邊運動時右邊也按梯形原理反向動運起來。因此從車燈與車輪達到同步運動。同理轉向器的橫向拉桿向右移時也能達到同步。這個 這個裝置中車燈能與車輪步主要是利用了車燈獲得的力與轉向角是從車輪上通過連桿機構得到的。它的優點在于結構簡單，并且在傳遞參數過程中擺角與在平行上的移動長度沒有發生轉變和變化從而達到兩者之間的同步。 汽車車燈同步轉向裝置的模型結構示意圖如下。 4.3方案的特點及創新 從上可以看出這上一個空間的連桿機構。那么對于空間的傳力與空間連桿的運動我們就要做一些分析以確定其合理性。 首先我們從平面機構的自由度來看看。平面機構的自由度計算公式： 一個作平面運動的自由構件具有三個自由度。因此平面機構的每個活動構件在未用的運動副聯接前都有一個自由度。當兩個構件組成過動副之后它們的相對運動就受到約束，自由度數目隨之減少，每個低副引入兩個約束，使構件失去兩處自由度。每個高副引入一個約束，使構件失去一個自由度。設計平面機構共有幾個自由度總數應為3n。當用運動副將構件連接起來給志機構之后，機構中低副的數目這Pl個，高副睥數目為Ph個則機構中全部運動副所引入的約束總數為2Pl+Ph。因此活動構件的自由度總數減去運動副引入的約束總數就是該機構的自由度（又稱機構的活動度）以F表示即： F=3n-2Pl-Ph 這里還可涉及切貝謝夫——克魯伯公式。 在機構自由度公式中每引一個低副就增加兩個約束。如果機構中的構件數目為N（包括機架）低副數目為Ps則 F=3（N-1）-2Ps=3M-2Ps 此處M=N-1是活動構件數目對于單自由度機構F=1于是即3M-2Ps-4=0 如果在機構中出現復式鉸鏈則低副總數這 Ps=P1+2*P2+……n*Pn=∑i*Pi. 上式中Pi 是具有i個副的復式鉸鏈數，n代表機構中具有最好多運動副數目的復式鉸鏈數。 以上說了平面的機構。那么對于該設計是空間的那么我們要了解空間的自由度部題。我們來看看空間連桿機構 在連桿機構中，如果各構件不都相對于某參考平面平行運動，則稱為空間連桿機構。和平面連桿機構一樣，空間連桿機構也可以實現剛體導引函數生成和再現軌跡等功能。但在空間連桿機構中的運動副除轉動副和移動副還有圓柱副、球面副、螺旋副等，且根據運動副的不同配置可構成多種機構形式，故空間連桿機構所能實現的運動比平面連桿機構復雜多樣。由于上述特點空間連桿機構所能實現的運動比平面機構復雜多樣。 那么對于空間的連桿機構它的空間自由度的計算方式是如何的呢？ 一個自由構件（剛體）在空間有6個自由度，相對于直角參考坐標系它們分別為x、y和z軸的移動以及繞這三個軸的轉動。兩個構件用運動副連接起來，它們之間就有了某種約束而失去了沿某個方向的相對自由度運動副所允許的獨立的對相對運動的數目。稱為該運動副的自由度，若用f表示運動副的自由度，雖然有0＜f＜6若f=0表示這個連接不允許相對運動，而也就不是運動副。若f=6表示具有6個相對運動，而不存在連接f=1、2、3、4、5r 運動副相應稱為ⅠⅡⅢⅣⅤ類運動副。其計算公式為： 　　　　　5　 F=6*（N-1）-∑PiCi i=1 F是其中各運動構件未經運動副連接之前的自由度總數減去由運動副連接引入的約束總數。N 是機構的構件數目（含機架）；Pi為第i數運動副的數目；Ci為第i類運動副的約束度。第i 類運動副所允許i個相對自由度，同時也就有Ci=6-i個約束度。 由圖和上述空間連桿的空間自由度計算公式可以得出該機構能滿足汽車燈的旋轉而不影響該半裝置的其它構件運動。那么這個汽車車燈的裝置由于又滿足了汽車車燈與汽車輪同步轉向的要求所以整個設計是合理的。 五、 預期結果 將設計方案確定后繪制汽車車燈同步轉向裝置的零件圖與裝配圖。零件圖由于是連桿件多數則用A3圖紙繪制，而裝配圖則用0#紙繪制。繪制圖紙時應考慮零件的是否容易加工，盡量選取最容易的零件繪制，以便于加工時不費時同時又省材料從而降低成本。對于裝配圖的繪制出了要求配合的合理性外在設計時要考慮尺寸的大小。這樣才能在裝配出來后的模型能達到要求。當然在繪制主些圖紙時是先考慮好了每個零件的尺寸的大小的。在設計時尺量多選用標準件，這樣能減少工作量。連桿機構的連接時由于該裝置要求不但要有空間移動而且還有轉動固我們要選用銷鍵連接。而這種銷鍵要求與活動連桿間為間隙配合的同時要對連接件有一方向的自由度控制。這是裝配時要注意的。整個設計的裝置不能太大作為一個汽車車燈同步轉向的模型的大概尺寸為400×200×180mm 對于一般連桿的尺寸大概為60×8×4mm。對于特殊連桿的尺寸在零件圖紙上已詳細反應這里講尺寸也只是說明在設計時尺寸是首選考慮清楚后才在圖紙上反應的。這些尺寸的選擇主要是從該裝置模型的大小與傳動特點考慮的。 六、設計主要步驟（介紹主要設計過程及設計說明書提綱） 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1課題背景及意義 1 1.2國內外研究現狀和發展趨勢 1 1.3本文研究內容 2 2 汽車車燈同步轉向裝置的應用 3 2.1東風雪鐵龍——凱旋 3 2.2凱美瑞 4 2.3新天籟 4 2.4華晨寶馬 5 2.5新君越 5 2.6途觀 6 3 汽車車燈同步轉向工作原理 7 3.1汽車車燈同步轉向裝置構想 7 3.2汽車車燈同步轉向裝置工作原理 7 3.3轉向機構的主要特點 7 3.4設計原理裝配圖 8 3.5實現過程 8 3.6材料選擇 9 4 總結和展望 11 4.1論文的主要工作與總結 11 4.2進一步的工作展望 11 參考文獻 12 謝辭 13 七、進度計劃 序號 任務名稱 開始時間 結束時間 1 選題 2 查閱中、外文獻資料，外文資料翻譯，確定系統設計方案 3 開題 4 進行畢業設計 5 中期檢查 6 上交畢業設計正稿打印版及電子材料，畢業設計及設計說明書光盤，完成畢業答辯ppt 7 畢業答辯 八、參考文獻 [1] 汽車構造底盤篇 林家讓編 電子工業出版社出版式2006.4 [2] 汽車構造雙色圖解 射忠明編 人民交通出版社出版2005.3 [3] 汽車底盤簡明教學圖解 汪卸建主編 電子工業出版社出版2006.5 [4] 連桿機構的分析與綜合 曹惟慶等著 一版 北京科學出版社 2005.5 [5] 汽車前橋及轉向系統結構與維修理 肖永清，楊叫敏編著 北京國防工業出版社 2004.1 [6] 汽車底盤 徐安 陳德陽主編者 北京機械工業出版社 2005.1 [7] 汽車構造 王世震主編 北京機械工業出版社 2004.7 [8] 汽車底盤構造 常明主編 北京國防工業出版社 2005.3 [9] 汽車車橋設計 劉惟信編著 北京清華大學出版社2004.1 [10] 機械設計基礎 下冊 孫建東主編 北京機械工業出版社 2004.8 [11] 汽車車身電氣設備系統及附屬電氣設備 劉皓宇編著 北京機械工業出版社 2005-06 指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日 教研室審核意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 備注：本開題報告須裝入學生的畢業設計（論文）檔案袋存檔。