论文总字数：24064字

摘 要

随着汽车设计制造技术的不断提升，汽车转向系统的设计迎来了变革。面对人们的不同需要，不同的转向系统应运而生。汽车转向系统的发展是随着汽车技术的发展不断进步的，从早期的纯机械式转向系统（MS），再到液压助力转向系统（HPS），再到电控液压助力转向系统（EHPS），以及现在迅速发展的电动助力转向系统（EPS），不同的转向系统具有不同的特点，迎合不同的需求。本文从介绍不同转向系统的形式，优缺点以及应用领域出发，逐渐提出研究电动助力转向系统的必要性，再进一步介绍电动助力转向系统的优势以及现今发展的现状。之后，本文尝试引入设计一个符合要求的转向助力曲线，再针对电动助力转向系统的重要部件进行设计与校核，最后完成设计的仿真分析。

论文主要研究了转向助力系统的发展及不同种类助力形式的优缺点。对于日产轩逸轿车的电动助力转向系统进行了重要部件的选取及参数的设计校核。研究了一种符合要求的转向助力特性曲线。

论文的结果表明电动助力转向系统是当前转向系统设计的主流趋势，我们应该抓住机遇迎接挑战。不同的部件有不同的特点，应该按照要求适当选取。

本文的特色是在研究基本的EPS重要部件选取的基础上，设计了转向助力特性曲线。

关键词：汽车转向系统的发展；电动助力转向系统（EPS）；转向助力曲线的设计

Abstract

With the continuous improvement of automobile design and manufacturing technology, the design of automobile steering system has ushered in changes. Facing people's different needs, different steering systems emerge as the times require. The development of automobile steering system is progressing with the development of automobile technology. From the early pure mechanical steering system (MS), to the hydraulic power steering system (HPS), to the electrically controlled hydraulic power steering system (EHPS), and to the rapidly developing electric power steering system (EPS), different steering systems have different characteristics and meet different needs. Starting from introducing the forms, advantages and disadvantages of different steering systems and their application fields, this paper gradually puts forward the necessity of studying electric power steering systems, and further introduces the advantages and current development situation of electric power steering systems. After that, this paper attempts to introduce the design of a steering assist curve that meets the requirements, then designs and checks the important components of the electric power steering system, and finally completes the simulation analysis of the design.

This paper mainly studies the development of steering assistance system and the advantages and disadvantages of different types of assistance. For the electric power steering system of Nissan Sylphy, the selection of important components and the design and verification of parameters are carried out. A steering assist characteristic curve that meets the requirements is studied.

The results of the paper show that the electric power steering system is the mainstream trend in the current steering system design, and we should seize the opportunity to meet the challenges. Different parts have different characteristics and should be properly selected according to requirements.

The characteristic of this paper is that on the basis of studying the selection of basic EPS important components, the steering assist characteristic curve is designed.

Key Words：Development of Automobile Steering System；Electric power steering system（EPS）；Design of Steering Assist Curve

目 录

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2研究电动助力转向系统的必要性 1

1.3电动助力转向系统的国内外研究现状 2

1.4论文研究内容 2

第2章 转向系统的发展历程以及EPS的基本组成 3

2.1转向系统的发展历程 3

2.1.1机械式转向系统（MS） 3

2.1.2液压助力转向系统（HPS） 3

2.1.3电控液压助力转向系统（EHPS） 4

2.1.4电动助力转向系统（EPS） 4

2.2电动助力转向系统的关键部件 5

2.2.1传感器 5

2.2.2电动机 6

2.2.3减速机构 6

2.2.4转向器 6

第3章 主要部件的选取与计算 8

3.1电动机的选取 8

3.2电磁离合器选取 8

3.3非接触式转矩传感器总成 9

3.4减速机构的设计计算与校核 9

3.4.1蜗轮蜗杆的设计与校核 9

3.4.2减速机构轴和轴承的设计与校核 15

3.5齿轮齿条转向器 21

第4章 转向助力特性曲线的设计 24

4.1助力特性曲线概要 24

4.2助力特性曲线的设计要求 24

4.3助力特性曲线的类型 24

4.4助力特性曲线的设计 25

4.4.1助力特性曲线的重要参数 25

4.4.2重要参数的确定 25

第5章 结 论 28

参考文献 29

致 谢 30

第1章 绪论

1.1引言

汽车的发展是人类工业文明的结晶。汽车的出现极大的为人们的出行提供了便利，推动了经济的发展。随着人们经济水平的不断上升，人们对汽车性能的要求越来越高，其中，汽车的舒适性以及操控性能是最重要的要求。人们在驾驶汽车时，与汽车最直接的接触部分就是转向盘，人们通过对转向盘施加转向力及力矩，从而操控汽车的转向、躲避障碍物、实现复杂的驾驶操作。因此，汽车转向盘以及转向盘所在的汽车转向系统是驾驶中至关重要的一部分。在转向系统的设计中，低速轻便，高速有路感是转向系统追求的目标，本文针对这一目标，论述不同转向系统的优缺点，并提出设计方案及思路。

1.2研究电动助力转向系统的必要性

与传统常见的液压助力转向系统（HPS）与电控液压助力转向系统（EHPS）相比，电动助力转向系统具有诸多优势：

1）能量的转化效率高：传统的助力转向系统，需要借助油液作为媒介完成动力的传递，在这个过程中，能量损失很大。电动助力转向系统采用电机加机械传动的方式完成助力传递，传动效率高，节省了能耗。

2）系统更加简单轻便：传统的液压助力转向系统需要储液罐，各种压力泵，油液管路，因此布置起来具有诸多不便，重量大，结构复杂。电动助力转向系统结构简单，主要部件为电机与传动机构，结构简单，重量小，布置方便。

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