机械5

目录 摘要3 ABSTRACT 4 第1章绪论5 1.1课题研究背景5 1.2电动助力转向系统的研究现状7 1.3课题的研究意义9 1.4课题的设计任务10 第2章主要设计参数的确定10 2.1电动助力转向系统的分析10 2.1.1电动助力转向系统的工作原理10 2.1.2电动助力转向系统的类型11 2.2助力电动机的选择12 2.2.1电动机的概述12 2.3电磁离合器的选择12 2.4扭矩传感器的选择13 第3章电动助力转向系统减速机构的设计14 3.1减速机构的分析及布置形式的确定14 3.2蜗轮蜗杆材料的选择17 3.3蜗轮蜗杆传动的设计17 3.3.1设计要求17 3.3.2选择蜗杆传动类型17 3.3.3蜗杆模数及分度圆直径的确定18 3.3.4蜗杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸的确定19 3.3.5蜗轮齿根弯曲疲劳强度的校核21 第4章齿轮齿条式转向器的设计24 4.1齿轮齿条式转向器的概述24 4.1.1齿条的概述24 4.1.2齿轮的概述24 4.2齿轮齿条材料的选择与参数的确定24 4.2.1材料的选择24 4.2.2计算许用应力25 4.2.3初步确定齿轮的基本参数的主要尺寸26 4.2.4确定齿轮传动主要参数的几何尺寸27 4.2.5齿轮强度校核28 4.3轴设计与轴承的选择30 4.3.1轴的设计30 4.3.2轴的校核30 4.3.3轴承的选取31 第5章EPS电动转向器动力学模型32 5.1机械转向系统数学模型32 5.2 EPS电动转向器系统模型的建立33 5.3系统控制的目标37 5.4 EPS系统的控制策略37 5.5系统的控制模式39 第6章齿轮齿条式转向器仿真与分析40 6.1 MATLAB/Simuli
nk仿真平台的介绍40 6.2系统仿真参数取值41 6.3机械转向系统仿真与研究42 6.3.1机械转向系统的Simuli
nk模型42 6.3.2汽车机械转向系统在阶跃输入时不同参数下的仿真研究44 6.3.3不同参数对系统性能影响的仿真分析52 6.4 EPS转向系统仿真与研究52 6.4.1 EPS系统的Simuli
nk模型52 6.4.2 EPS系统加入PID控制的Simuli
nk模型54 6.5不同系统的比较仿真与分析60 结论66 参考文献67 致谢68 摘要 电动助力转向系统就是在机械转向系统中,用电池作为能源,电动机为动力,以转向盘的转速和转矩以及车速为输入信号,通过电子控制装置,协助人力转向,并获得最佳转向力特性的伺服系统。EPS汽车转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性,对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。 电动助力转向系统主要由减速机构和转向机构组成，减速机构把电动机的输出经过减速增扭传递到动力辅助单元，实现助力。由于蜗轮蜗杆传动比大，传动平稳噪声低故减速机构选为蜗轮蜗杆式。由于齿轮齿条式转向器，传动平稳，结构简单故转向机构选为齿轮齿条式。 本文设计研究了电动助力转向系统，对其工作原理做了阐述，并进行了选型。同时对齿轮齿条式转向器的结构进行分析，并对其重要零件进行了设计计算与强度校核。 通过仿真和研究初步证明所建立数学模型的正确性和设计控制器的相对合理性。对转向系统分别建立了机械转向系统、EPS系统和基于PID控制的EPS系统，并应用MATLABSimuli
nk进行仿真，并达到了预计的设想和要求。 关键字：转向器；设计；齿轮；轴；校核；仿真