摘 要

本设计的对像是电动液压助力转向系统，它是未来转向系统发展方向的一个分支，将与电动助力转向系统慢慢取代传统的液压式助力转向系统。

设计内容主要包括两部分，分别为转向机械部分的设计和转向助力部分的设计，转向机械部分的设计内容为转向器的设计和转向梯形的设计，转向助力部分的设计内容为电动液压泵的三维建模。转向器的设计按照常规设计流程进行，转向梯形先确定布置形式，确定初步参数，再建立内外转向轮转角的理想的转向特性曲线的函数和实际的转向特性曲线的函数，然后在转向梯形参数选择时利用Matlab软件设计程序进行计算，求出最佳参数。转向助力装置选择布置形式，确定转向阀结构方案，计算动力缸参数，再根据实物利用catia软件对液压泵进行设计和三维建模。

关键字：电动液压助力转向; 助力转向; 转向系统; 齿轮齿条；转向梯形

Abstract

The paper is the design of the electric hydraulic power steering system, it is a branch of the future direction of the development of the system, and with the electric power steering system slowly replace the traditional hydraulic power steering system.

Design content mainly includes two parts, respectively for steering mechanical part design and the design of steering booster parts, the design content of the steering machine part is the design of the steering gear and the design of the steering trapezoid，the design content of the steering power part is three dimensional modeling of the electric hydraulic pump.The design of the steering gear is carried out according to the conventional design process，steering trapezoid first determine the layout of the form, and the parameter, then while determining the parameters of steering trapezoid, using Matlab software design program to calculate the parameters of steering trapezoid. Steering power device to choose the form of arrangement, determine the structure of the steering valve program, calculate the power cylinder parameters, and then according to the physical use of CATIA software to design and three-dimensional modeling of the hydraulic pump.

Key words: Electric hydraulic power steering; Power steering; steering system； Rack and pinion； Steering trapezoid

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1汽车转向系统概述 1

1.2转向系统的国内外发展趋势 1

1.3论文的目的和主要内容 1

1.3.1论文的目的 1

1.3.2论文的主要内容 2

1.4转向系统的设计要求 2

1.5转向助力系统的设计要求 3

1.6设计参数 3

第2章 转向系统机械部分设计 3

2.1转向器的选择 3

2.2齿轮齿条式转向器的方案设计 4

2.2.1输入输出形式选择 4

2.2.2齿轮齿条形式选择 4

2.2.3齿轮齿条的布置形式 4

2.3转向器的设计计算 5

2.3.1转向轮侧偏角计算 5

2.3.2齿轮齿条参数选取与计算 6

2.3.3转向轴的结构设计 9

2.3.4转向器材料和其他零件选择 9

2.4 转向器校核 10

2.4.1齿条受力分析 10

2.4.2齿轮强度分析计算 11

2.4.3齿轮轴强度分析计算 13

2.5 转向梯形选择 16

2.6 整体式转向梯形参数初步确定 16

2.7 转向梯形几何关系分析 16

2.8利用matlab对转向梯形进行设计 18

2.8.1建立分析函数 19

2.8.2确定最优化参数 20

2.9转向传动机构部件设计 23

2.10 机械部分设计小结 23

第3章 转向助力机构设计 24

3.1电动液压助力介绍 24

3.2转向助力机构的布置 24

3.3液压传动的计算 26

3.3.1动力缸主要尺寸计算 26

3.3.2转向阀参数选择 27

3.4 液压泵三维建模 28

3.4.1 齿轮的绘制 29

3.4.2 泵体的绘制 30

3.4.3 外壳与电机总成的绘制 34

3.5 转向助力设计小结 35

第4章 结论 36

参考文献 37

附录A 转向梯形计算时所编写的matlab程序 38

致谢 40

第1章 绪论

1.1汽车转向系统概述

汽车转向系统是汽车上用来控制汽车形式方向的系统，通常装在汽车的前轴上，通过改变汽车前轴的转向车轮的滚动方向，从而改变汽车的行驶方向。

1.2研究背景

转向助力系统的初衷是为了让转向轻便，减少驾驶疲劳，从而提高驾驶的舒适性。而现今，汽车需要高效的转向系统，通过各种新技术的应用，减少其对能量的消耗和对环境的污染并且通过对转向助力的精心设计使得其为司机提供舒适的手感，使汽车驾驶更加轻松，舒适和安全^[10]。

转向助力系统诞生于1902年，其通过在发动机上装一个液压泵，通过皮带带动液压泵，将油液泵到管路中，提供转向力矩。电动液压助力转向系统是在传统的机械转向系统的基础上，将发动机驱动液压泵改为了以电动机驱动液压泵，并给电子设备加上了控制单元从而可以控制力矩大小从而降低能耗减少损失，提高舒适性^[9]。在国外，人们已经对EHPS有了多年的研究。许多国家对EHPS的研究进行了多方面的尝试和改进，比如将车速、转角角速度等参数加入电控单元，从而使其更好的调节转向力矩，但同时增加了设计难度和成本。

现在，随着电子科技的发展，电子设备在汽车上被广泛的应用，通过编写程序，调整汽车上的各个电器系统，使汽车在驾驶时运行更加人性化，智能化。因此，传统的转向助力系统也渐渐被各种新型的电子转向系统所取代。在目前的发展状况上可以看出，电动助力和电动液压助力转向系统占有市场上的主流地位，而因为各自都有对应的优缺点和限制的缘故，两者之间无法相互取代。本设计所研究的电动液压助力转向系统也将在未来的市场上占有一定的不可取代的位置。

1.3论文的目的和主要内容

1.3.1论文的目的

本次设计预期的目的是，为宝俊560设计出电动液压助力转向系统，完成其结构的选择，和参数的计算。