SY-025-BY-5
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
填表日期
2011年 4月20 日
迄今已進(jìn)行 8 周剩余 8 周
學(xué)生姓名
李東輝
院系
車輛與交通工程
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程07-6班
指導(dǎo)教師姓名
安永東
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是否
題目名稱
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
學(xué)
生
填
寫
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度
已完成主要內(nèi)容
待完成主要內(nèi)容
1、電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、扭轉(zhuǎn)傳感器都選擇完畢。
2、減速機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)以計(jì)算完畢。
3、 減速機(jī)構(gòu)的裝配圖繪制已完畢。
4、 助力系統(tǒng)布置圖繪制完畢。
1、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器基本參數(shù)的設(shè)計(jì)。
2、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器裝配圖的繪制。
3、說明書的撰寫
存在問題及努力方向
存在問題：在對(duì)角接觸球軸承的校核過程中純?cè)谝恍﹩栴}，將其與深溝球軸承的校核方式弄混了，導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤。
努力方向：通過細(xì)心查閱資料上述問題已經(jīng)解決，但通過該問題使我了解到我對(duì)該方面的認(rèn)識(shí)還有些不足，我以后會(huì)多收集，多學(xué)習(xí)有關(guān)該方面的書。
學(xué)生簽字： 李東輝
指導(dǎo)教師
意 見
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教研室
意 見
教研室主任簽字： 年 月 日
SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名
李東輝
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛07-6班
指導(dǎo)教師姓名
安永東
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
否
題目名稱
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
1、目的：本設(shè)計(jì)根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作過程和工作要求，設(shè)計(jì)一套汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，此電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用電機(jī)帶動(dòng)油泵，根據(jù)車速信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤信號(hào)控制泵油量，達(dá)到變助力的轉(zhuǎn)向。
2、意義：本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，可以為設(shè)計(jì)研制一種汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供一種途徑，對(duì)生產(chǎn)實(shí)際具有一定的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景，也可通過本設(shè)計(jì)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，培養(yǎng)其分析問題和解決問題的能力，增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)能力。
二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
1、設(shè)計(jì)內(nèi)容：
設(shè)計(jì)汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)構(gòu)上，產(chǎn)生助動(dòng)力施加到轉(zhuǎn)向柱上，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向。具體完成扭轉(zhuǎn)傳感器、助力電機(jī)、電磁離合器的選取和減速機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)。
2、主要技術(shù)指標(biāo)
主要技術(shù)指標(biāo)：前軸載荷：650kg；齒條力：6000N；轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比：40
確定轉(zhuǎn)向盤平均作用力和轉(zhuǎn)向盤最大作用力，據(jù)此計(jì)算出性能參數(shù)，并對(duì)各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。減速機(jī)構(gòu)為渦輪蝸桿式，轉(zhuǎn)向器為齒輪齒條式。設(shè)計(jì)說明書要完整，計(jì)算過程要準(zhǔn)確，公式、符號(hào)等書寫要規(guī)范。圖紙繪制要依據(jù)機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)來完成。
三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果
1、設(shè)計(jì)說明書一份，約為1.5萬字。
2、轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)裝配圖一張、減速機(jī)構(gòu)裝配圖一張、助力系統(tǒng)布置圖一張、零件圖若干張、設(shè)計(jì)說明書一份，折合三張A0圖紙。
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
1、進(jìn)行文獻(xiàn)檢索查，查看相關(guān)資料，對(duì)課題的基本內(nèi)容有一定的認(rèn)識(shí)和了解。完成開題報(bào)告。第1-2周（2月28日～3月11日）
2、初步確定設(shè)計(jì)的總體方案，討論確定方案；對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的選用件進(jìn)行計(jì)算選取。。第3-6周（3月14日～4月8日）
3、提交設(shè)計(jì)草稿，進(jìn)行討論，修定。第7周（4月11日～4月15日）
4、完善轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；完成轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)，繪制裝配圖及相應(yīng)零件圖。第8-12周（4月18日～5月20日）
5、提交正式設(shè)計(jì)，教師審核。第13-14周（5月23日～6月3日）
6、按照審核意見進(jìn)行修改。第15周（6月6日～6月10日）
7、整理所有材料，裝訂成冊(cè)，準(zhǔn)備答辯。第16周（6月13日～6月17日）
五、主要參考資料
[1]林逸，施國標(biāo).汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì).公路交通科技，2006.18(3)
[2]龔培康，萬沛霖.汽車電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng).重慶工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報(bào)，2005.10(4)
[3]楊通順.ZF電子助力轉(zhuǎn)向器.汽車與配件2005.4
[4]汽車工程手冊(cè)編委會(huì).《汽車工程手冊(cè)一設(shè)計(jì)篇》.人民交通出版社.北京.2001
[5]GB1589一2004，道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值
[6]GB7258一2004，機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件
[7]QC/T530一2000，汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向器總成技術(shù)條件
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級(jí): 車輛07-6班
學(xué) 生 姓 名: 李東輝
導(dǎo) 師 姓 名: 安永東
開 題 時(shí) 間: 2011年2月28日
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見：
簽字： 年 月 日
開題報(bào)告撰寫要求
一、“開題報(bào)告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）；
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題；
4. 技術(shù)路線或研究方法；
5. 進(jìn)度安排；
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開題報(bào)告”撰寫規(guī)范
請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
李東輝
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程 07-6班
指導(dǎo)教師姓名
安永東
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、研究現(xiàn)狀
1988 年2 月日本鈴木公司首次在其Cervo 車上裝備EPS , 隨后還用在了其Alto 車上。在此之后, 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)如雨后春筍般得到迅速發(fā)展。日本的大發(fā)汽車公司、三菱汽車公司、本田汽車公司, 美國的Delphi 汽車系統(tǒng)公司、TRW公司, 德國的ZF 公司, 都相繼研制出各自的EPS。比如: 大發(fā)汽車公司在其Mi2ra 車上裝備了EPS , 三菱汽車公司則在其Minica 車上裝備了EPS ; 本田汽車公司的Accord 車目前已經(jīng)選裝EPS , S2000 轎車的動(dòng)力轉(zhuǎn)向也將傾向于選擇EPS ;Delphi 汽車系統(tǒng)公司已經(jīng)為大眾的Polo 、歐寶的318i以及菲亞特的Punto 開發(fā)出EPS 。
TRW從1998 年開始, 便投入了大量人力、物力和財(cái)力用于EPS 的開發(fā)。他們最初針對(duì)客車開發(fā)出轉(zhuǎn)向柱助力式EPS , 如今小齒輪助力式EPS 開發(fā)也已獲成功。1999 年3 月, 他們的EPS 已經(jīng)裝備在轎車上, 如Ford Fiesta 和Mazda 323F 等 。Mercedes OBenz 和Siemens Automotive 兩大公司共同投資6 500 萬英鎊用于開發(fā)EPS , 他們的目標(biāo)是到2002 年裝車, 年產(chǎn)300 萬套, 成為全球EPS 制造商。他們計(jì)劃開發(fā)出適用于汽車前橋負(fù)荷超過1200kg的EPS，因此貨車也將可能成為EPS的裝備目標(biāo)。而我國在2002 年才開始研制開發(fā)汽車EPS 產(chǎn)品, 目前已經(jīng)知道的有13 家企業(yè)和科研院校正在研制中。其中南摩股份有限公司( 生產(chǎn)轉(zhuǎn)向柱式的EPS 產(chǎn)品) 在2003 年開始進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段, 其他廠家和科研院校均在開發(fā)階段中。
經(jīng)過20 幾年的發(fā)展, EPS 技術(shù)日趨完善。其應(yīng)用范圍已經(jīng)從最初的微型轎車向更大型轎車和商用客車方向發(fā)展, 如本田的Accord 和菲亞特的Punto 等中型轎車已經(jīng)安裝EPS ,本田甚至還在其Acura NSX賽車上裝備了EPS 。EPS 的助力型式也從低速范圍助力型向全速范圍力型發(fā)展, 并且其控制形式與功能也進(jìn)一步加強(qiáng)。日本早期的EPS 僅僅在低速和停車時(shí)提供助力, 高速時(shí)EPS 將停止工作。新一代的EPS 則不僅在低速和停車時(shí)提供助力, 而且還能在高速時(shí)提高汽車的操縱穩(wěn)定性。如鈴木公司裝備在Wagon R + 車上的EPS 是一個(gè)負(fù)載-路面-車速感應(yīng)型助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 。由Delphi 為Punto 車開發(fā)的EPS 屬全速范圍助力型, 并且首次設(shè)置了兩個(gè)開關(guān), 其中一個(gè)用于郊區(qū), 另一個(gè)用于市區(qū)和停車。當(dāng)車速大于70km/ h 后, 這兩種開關(guān)設(shè)置的程序則是一樣的, 以保證汽車在高速時(shí)有合適的路感。這樣即使汽車行駛到高速公路時(shí)駕駛員忘記切換開關(guān)也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。市區(qū)型開關(guān)還與油門相關(guān),使得在踩油門加速和松油門減速時(shí), 轉(zhuǎn)向更平滑。隨著直流電機(jī)性能的改進(jìn), EPS 助力能力的提高, 其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步拓寬, 現(xiàn)在3 升級(jí)的運(yùn)動(dòng)型跑車也有安裝EPS。EPS 代表未來動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展方向, 將作為標(biāo)準(zhǔn)件裝備到汽車上, 并將在動(dòng)力轉(zhuǎn)向領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。據(jù)TRW公司預(yù)測(cè), 到2010 年全世界生產(chǎn)的每3 輛轎車中就有1 輛裝備EPS。特別是低排放汽車(LEV) 、混合動(dòng)力汽車(HEV) 、燃料電池汽車( FCEV) 、電動(dòng)汽車(EV) 四大EV 汽車將構(gòu)成未來汽車發(fā)展的主體，這給EPS 帶來了更加廣闊的應(yīng)用前景。
盡管EPS 已達(dá)到了其最初的設(shè)計(jì)目的, 但仍然存在一些問題需要解決, 其中, 進(jìn)一步改善電動(dòng)機(jī)的性能是關(guān)鍵問題。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的性能是影響控制系統(tǒng)性能的主要因素, 電動(dòng)機(jī)本身的性能及其與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的匹配都將影響到轉(zhuǎn)向操縱力、轉(zhuǎn)向路感等問題。概括地說, 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展方向主要為: 改進(jìn)控制系統(tǒng)性能和降低控制系統(tǒng)的制造成本。只有進(jìn)一步改進(jìn)控制系統(tǒng)性能, 才能滿足更高檔轎車的使用要求。另外, EPS 的控制信號(hào)將不再僅僅依靠車速與扭矩, 而是根據(jù)轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向速度、橫向加速度、前軸重力等多種信號(hào)進(jìn)行與汽車特性相吻合的綜合控制, 以獲得更好的轉(zhuǎn)向路感。未來的EPS 將朝著電子四輪轉(zhuǎn)向的方向發(fā)展, 并與電子懸架統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制。
2、目的、依據(jù)和意義
隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們對(duì)于汽車功能的要求變得越來越高，EPS系統(tǒng)也迎來了巨大的市場(chǎng)需求，許多廠商都以EPS系統(tǒng)作為一個(gè)賣點(diǎn)，來吸引顧客買車。所謂電動(dòng)轉(zhuǎn)向( EPS) , 就是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,用電池作為能源, 電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力, 以轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩以及車速為輸入信號(hào), 通過電子控制裝置, 協(xié)助人力轉(zhuǎn)向, 并獲得最佳轉(zhuǎn)向力特性的伺服系統(tǒng)。EPS汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性, 對(duì)于確保車輛的安全行駛、減少交通事故以及保護(hù)駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要的作用。特別是EPS用電動(dòng)機(jī)直接提供助力，助力大小由電子控制單元（ECU）控制。它能在汽車低速行駛轉(zhuǎn)向時(shí)減輕轉(zhuǎn)向力使轉(zhuǎn)向輕便、靈活; 在汽車高速行駛轉(zhuǎn)向時(shí), 適當(dāng)加重轉(zhuǎn)向力, 從而提高了高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性, 增強(qiáng)了路感 。不僅如此,EPS的能耗是HPS能耗的1 /3以下, 且前者比后者使整車油耗下降可達(dá)3% - 5%, 因而, 它能節(jié)約燃料，提高主動(dòng)安全性，且有利于環(huán)保。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、研究的基本內(nèi)容
（1）分析轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及工作原理。
（2）分析助力電機(jī)與電磁離合器的工作原理，選取合適的助力電機(jī)和電磁離合器。
（3）分析減速機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿式的工作原理 ，確定具體的參數(shù)。
（4）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)。
（5）聯(lián)軸器的選擇。
（6）扭轉(zhuǎn)傳感器的選擇。
2、擬解決的主要問題
（1）利用Autocad完成蝸輪蝸桿與轉(zhuǎn)向器裝配圖的繪制。
（2）利用強(qiáng)度校核公式對(duì)蝸輪蝸桿及轉(zhuǎn)向器各部件進(jìn)行校核，確保符合實(shí)際應(yīng)用。
（3）繪制助力系統(tǒng)分布圖。
（4）確定蝸桿相對(duì)蝸輪的布置方式。
三、技術(shù)路線（研究方法）
調(diào)研、收集資料及總體方案論證
分析轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理
助力電機(jī)的選擇
電磁離合器的選擇
扭轉(zhuǎn)傳感器的選擇擇選擇
減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)
撰寫設(shè)計(jì)說明書
蝸桿軸徑向、軸向尺寸確定
蝸輪軸徑向、軸向尺寸確定
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集，完成開題報(bào)告 第4周（3月24日～3月30日）
（2）助力電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、扭轉(zhuǎn)傳感器的選擇 第4～5周（3月21～4月1日）
（3）減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及校核 第5～7周（4月1日～4月19日）
（4）轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)第8～12周（4月20～5月24日）
（5）撰寫說明書第13～14周（5月25～6月7日）
（6）設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周（6月9日～6月22日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月23日～6月 29日）
五、參考文獻(xiàn)
[1]馮櫻等.電子控制式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開發(fā)前景[J].汽車科技,2001(3) : 4- 6.
[2]卓敏等.汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)分析[J].機(jī)電工程技術(shù),200231(5):17- 19.
[3] NakayamaT,Suda E.The Present and Future of Electric Power Steer2.
ing.Int.J1 of Vehicle Design,1994, 15(3,4,5): 243 - 254.
[4]Ken Rogers , William Kimberley. Turning Steering to Electric. Automo2.
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[5]Kami Buchholz.TRW Demonstrates Electrically Powered Steering and Active Roll Control . Automotive Engineer , 1996 , 104 (12) : 42.
[6]林逸，施國標(biāo).汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì).公路交通科技，2006.18（3）.
[7]龔培康萬沛霖，汽車電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。重慶工業(yè)管理學(xué)院，2005.10（4）.
[8]楊通順ZF 電子助力轉(zhuǎn)向器，汽車與配件2005.4.
[9]王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004：78-111.
[10]馬秋生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：150-221.
[11]周松鶴.工程力學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：209-222.
[12]王豪等.電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其發(fā)展現(xiàn)狀[J] .汽車運(yùn)用,2002(8) : 9- 11.
[13]張松林.最新軸承手冊(cè)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007：374-378.
[14]苗立東等.汽車電動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展綜述[J] .長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào),2004,24(1) : 79- 84.
[15]汽車工程手冊(cè)編委會(huì)?！镀嚬こ淌謨?cè)-設(shè)計(jì)篇》.人民交通出版社.北京.2001.
六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,用電池作為能源, 電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力, 以轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩以及車速為輸入信號(hào), 通過電子控制裝置, 協(xié)助人力轉(zhuǎn)向, 并獲得最佳轉(zhuǎn)向力特性的伺服系統(tǒng)。EPS汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性, 對(duì)于確保車輛的安全行駛、減少交通事故以及保護(hù)駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要的作用。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由減速機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成，減速機(jī)構(gòu)把電動(dòng)機(jī)的輸出經(jīng)過減速增扭傳遞到動(dòng)力輔助單元，實(shí)現(xiàn)助力。由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)比大，傳動(dòng)平穩(wěn)噪聲低故減速機(jī)構(gòu)選為蝸輪蝸桿式。由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單故轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)選為齒輪齒條式。
本文設(shè)計(jì)研究了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，對(duì)其工作原理做了闡述，對(duì)蝸輪蝸桿減速器中的蝸輪與蝸桿做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行了選型。同時(shí)對(duì)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并對(duì)其重要零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核。
關(guān)鍵字：減速器；轉(zhuǎn)向器；設(shè)計(jì)；齒輪；軸；校核
ABSTRACT
Electric power steering system is in mechanical steering system, use battery as energy, motor as a driving force, the steering dish speed and torque and speed of the input signal, through the electronic control unit, to help the human steering, and get the best to force characteristics of servo system. EPS automobile steering system performance directly influence to the car's steering stability, to ensure that the vehicle's safety driving, reduce the number of traffic accidents and protecting the personal safety of the driver, improve the working conditions of the driver plays an important role.
Electric power steering system mainly consists of deceleration institutions and steering mechanism composition, slowing institutions to increase the output after slowing motor relay to the power auxiliary units twisted, realize the power. Because worm transmission large and stable transmission low noise so slow institutions elected worm type. Because rack-and pinion steering gear-component with simple structure, stable transmission, is steering mechanism selected for rack-and pinion type.
The paper presents the design of electric power steering system was studied, the principle of work of worm gear and worm reducer elaboration, the worm gear and worm to do a detailed design calculation, and a selection. Meanwhile to the structure of rack-and pinion steering gear-component are analyzed, and the important parts of the design calculation and strength check.
Keywords : reducer; steering gear; Design; Gear; Axis;Checking
II
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
附 錄
附錄A
Power motor for EPS provide the power, the power source of the system is EPS, according to the instructions of the unit, and the output ECU for the aid of torque. Power motor performance in largely decided to the EPS system performance, so EPS system to motor performance requirements of the high. Compared to normal motor, electric power steering system with the motor should have the following characteristics. First of all because most vehicle power supply for 12 V dc, therefore, ask dc motor power supply electricity down and have big rated current of the rated power; and Secondly, the volume as low as possible, inertia, wide range of speed regulation of small, control characteristic, smooth operation, and low torque fluctuation little, low speed. High speed, big gear ratio will increase of mechanical system, the influence of system dynamic performance inertia; In turn blocking when can also provide power torque. For large vehicles, or even should be able to provide the opposite direction of power and rotational torque.
附錄B
助力電機(jī)為EPS提供動(dòng)力，是EPS系統(tǒng)的動(dòng)力源，它根據(jù)ECU單元的指令，輸出適宜的助力轉(zhuǎn)矩。助力電機(jī)的性能在很大程度上便決定了整個(gè)EPS系統(tǒng)的性能，因此EPS系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的性能要求很高。相對(duì)普通電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用電機(jī)應(yīng)該具有以下特點(diǎn)。首先由于絕大多數(shù)車載電源為12V直流，因此要求直流電機(jī)供電電壓低，并且具有大的額定電流和額定功率;其次，體積盡量小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，寬廣的調(diào)速范圍，控制特性好，低速運(yùn)行平穩(wěn)，力矩波動(dòng)小，轉(zhuǎn)速低。高轉(zhuǎn)速下，大的齒輪傳動(dòng)比將會(huì)增加系統(tǒng)的機(jī)械慣量，影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能;在堵轉(zhuǎn)時(shí)也能提供助力轉(zhuǎn)矩。對(duì)于大型車輛，甚至應(yīng)該能夠提供與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的助力轉(zhuǎn)矩。
2
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
目 錄
摘要………………………………………………………………………………………………I
ABSTRACT………………………………………………………………………………II
第1章 緒 論…………………………………………………………………………1
1.1汽車的發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………………………………1
1.2汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展………………………………………………………………1
1.3電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究的狀況及發(fā)展趨勢(shì)……………………………………2
1.4電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的和意義…………………………………………3
1.5 研究的主要內(nèi)容……………………………………………………………………3
第2章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要參數(shù)的確定……………………………………4
2.1電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分析…………………………………………………………4
2.1.1電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理…………………………………………4
2.1.2電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型………………………………………………4
2.2 助力電動(dòng)機(jī)的選擇………………………………………………………………6
2.2.1電動(dòng)機(jī)的概述………………………………………………………… 6
2.2.2電動(dòng)機(jī)的參數(shù)計(jì)算…………………………………………………………7
2.3 電磁離合器的選擇………………………………………………………………8
2.4 扭矩傳感器的選擇………………………………………………………………9
2.5 本章小結(jié)………………………………………………………………………………9
第3章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)減速機(jī)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)…………………………10
3.1減速機(jī)構(gòu)的分析及布置形式的確定…………………………………………10
3.2蝸輪蝸桿材料的選擇………………………………………………………………11
3.3普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算………………………………11
3.3.1設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………………11
3.3.2選擇蝸桿傳動(dòng)類型…………………………………………………………11
3.3.3蝸桿模數(shù)及分度圓直徑的確定…………………………………………11
3.3.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)及幾何尺寸的確定…………………………13
3.4蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核……………………………………………………15
3.5本章小結(jié)………………………………………………………………………………17
第4章 減速機(jī)構(gòu)軸和軸承的設(shè)計(jì)及校核……………………………………18
4.1軸的概述………………………………………………………………………………18
4.2轉(zhuǎn)向軸的設(shè)計(jì)與校核………………………………………………………………18
4.2.1轉(zhuǎn)向軸的設(shè)計(jì)……………………………………………………18
4.2.2轉(zhuǎn)向軸的校核……………………………………………………20
4.3蝸桿軸的設(shè)計(jì)及校核………………………………………………………………23
4.3.1蝸桿軸的設(shè)計(jì)……………………………………………………23
4.3.2蝸桿軸鍵的選取……………………………………………………23
4.3.3蝸桿軸的校核……………………………………………………23
4.4軸承的選取與校核………………………………………………………………26
4.4.1軸承的選取…………………………………………………………26
4.4.2軸承的校核…………………………………………………………26
4.5 本章小結(jié)…………………………………………………………………………28
第5章 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)………………………………………………29
5.1齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的概述…………………………………………………………29
5.1.1齒條的概述……………………………………………………………………29
5.1.2齒輪的概述……………………………………………………………………29
5.1.3設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………………29
5.2齒輪齒條材料的選擇與參數(shù)的確定…………………………………………29
5.2.1材料的選擇……………………………………………………………………29
5.2.2計(jì)算許用應(yīng)力………………………………………………………………29
5.2.3初步確定齒輪的基本參數(shù)的主要尺寸………………………………30
5.2.4確定齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)的幾何尺寸……………………………………31
5.2.5齒輪強(qiáng)度校核………………………………………………………………32
5.3軸設(shè)計(jì)與軸承的選擇………………………………………………………………34
5.3.1軸的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………34
5.3.2軸的校核……………………………………………………………………34
5.3.3軸承的選取……………………………………………………………………35
5.4 本章小結(jié)…………………………………………………………………………36
結(jié)論…………………………………………………………………………………………37
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………38
致謝……………………………………………………………………………………39
附錄……………………………………………………………………………………40
畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評(píng)分表
學(xué)生姓名
李東輝
院系
汽車與交通工程
學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛07-6班
指導(dǎo)教師姓名
安永東
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
序號(hào)
評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
10
2
題目工作量；選題的理論意義或?qū)嶋H價(jià)值
10
3
查閱文獻(xiàn)資料能力；綜合運(yùn)用知識(shí)能力
15
4
研究方案的設(shè)計(jì)能力；研究方法和手段的運(yùn)用能力；外文應(yīng)用能力
25
5
文題相符程度；寫作水平
15
6
寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或?qū)嶋H價(jià)值；創(chuàng)新性
15
7
科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進(jìn)度
10
得 分
X=
評(píng) 語：（參照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目給出評(píng)語，注意反映該論文的特點(diǎn)）
工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
研究能力或設(shè)計(jì)能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、正確性）：
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)分表
學(xué)生姓名
李東輝
院系
汽車與交通工程 學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛07-6班
指導(dǎo)教師姓名
安永東
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
序號(hào)
評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
10
2
題目工作量；題目與工程實(shí)踐、社會(huì)實(shí)際、科研與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等的結(jié)合程度
10
3
綜合運(yùn)用知識(shí)能力（設(shè)計(jì)涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力
15
4
設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）能力；計(jì)算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力）；外文應(yīng)用能力
20
5
計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力）
10
6
插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計(jì)說明書撰寫水平；設(shè)計(jì)的實(shí)用性與科學(xué)性；創(chuàng)新性
20
7
設(shè)計(jì)規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目齊全合理、SI制的使用等）
5
8
科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進(jìn)度
10
得 分
X=
評(píng) 語：（參照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目給出評(píng)語，注意反映該論文的特點(diǎn)）
工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
研究能力或設(shè)計(jì)能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方法、正確性）
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
畢業(yè)論文評(píng)閱人評(píng)分表
學(xué)生
姓名
李東輝
專業(yè)
班級(jí)
車輛07-6班
指導(dǎo)教
師姓名
安永東
職稱
副教授
題目
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
評(píng)閱組或預(yù)答辯組成員姓名
出席
人數(shù)
序號(hào)
評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
15
2
題目工作量；選題的理論意義或?qū)嶋H價(jià)值
10
3
查閱文獻(xiàn)資料能力；綜合運(yùn)用知識(shí)能力
20
4
研究方案的設(shè)計(jì)能力；研究方法和手段的運(yùn)用能力；外文應(yīng)用能力
25
5
文題相符程度；寫作水平
15
6
寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或?qū)嶋H價(jià)值；創(chuàng)新性
15
得 分
Y=
評(píng) 語：（參照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目給出評(píng)語，注意反映該論文的特點(diǎn)）
回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□
研究能力或設(shè)計(jì)能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、正確性）：
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
評(píng)閱人或預(yù)答辯組長(zhǎng)簽字： 年 月 日
注：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱可以采用2名評(píng)閱教師評(píng)閱或集體評(píng)閱或預(yù)答辯等形式。
畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱人評(píng)分表
學(xué)生
姓名
李東輝
專業(yè)
班級(jí)
車輛07-6班
指導(dǎo)教
師姓名
安永東
職稱
副教授
題目
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
評(píng)閱組或預(yù)答辯組成員姓名
出席
人數(shù)
序號(hào)
評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
10
2
題目工作量；題目與工程實(shí)踐、社會(huì)實(shí)際、科研與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等的結(jié)合程度
10
3
綜合運(yùn)用知識(shí)能力（設(shè)計(jì)涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力
15
4
設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）能力；計(jì)算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力）；外文應(yīng)用能力
25
5
計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力）
15
6
插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計(jì)說明書撰寫水平；設(shè)計(jì)的實(shí)用性與科學(xué)性；創(chuàng)新性
20
7
設(shè)計(jì)規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目齊全合理、SI制的使用等）
5
得 分
Y=
評(píng) 語：（參照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目給出評(píng)語，注意反映該論文的特點(diǎn)）
回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□
研究能力或設(shè)計(jì)能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方法、正確性）
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
評(píng)閱人或預(yù)答辯組長(zhǎng)簽字： 年 月 日
注：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱可以采用2名評(píng)閱教師評(píng)閱或集體評(píng)閱或預(yù)答辯等形式。
畢業(yè)論文答辯評(píng)分表
學(xué)生
姓名
李東輝
專業(yè)
班級(jí)
車輛07-6班
指導(dǎo)
教師
安永東
職 稱
副教授
題目
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
答辯
時(shí)間
月 日 時(shí)
答辯組
成員姓名
出席
人數(shù)
序號(hào)
評(píng) 審 指 標(biāo)
滿
分
得
分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況，題目難易度、工作量、理論意義或價(jià)值
10
2
研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、應(yīng)用文獻(xiàn)資料和外文的能力
20
3
論文撰寫水平、文題相符程度、寫作規(guī)范化程度、篇幅、成果的理論或?qū)嶋H價(jià)值、創(chuàng)新性
15
4
畢業(yè)論文答辯準(zhǔn)備情況
5
5
畢業(yè)論文自述情況
20
6
畢業(yè)論文答辯回答問題情況
30
總 分
Z=
答辯過程記錄、評(píng)語：
自述思路與表達(dá)能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□
研究能力或設(shè)計(jì)能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、正確性）：
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
答辯組長(zhǎng)簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評(píng)分表
學(xué)生
姓名
李東輝
專業(yè)
班級(jí)
車輛07-6班
指導(dǎo)
教師
安永東
職 稱
副教授
題目
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
答辯
時(shí)間
月 日 時(shí)
答辯組
成員姓名
出席
人數(shù)
序號(hào)
評(píng) 審 指 標(biāo)
滿
分
得
分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況，題目難易度、工作量、與實(shí)際的結(jié)合程度
10
2
設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力、計(jì)算能力、綜合運(yùn)用知識(shí)能力
10
3
應(yīng)用文獻(xiàn)資料、計(jì)算機(jī)、外文的能力
10
4
設(shè)計(jì)說明書撰寫水平、圖紙質(zhì)量，設(shè)計(jì)的規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目齊全合理、SI制的使用等）、實(shí)用性、科學(xué)性和創(chuàng)新性
15
5
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備情況
5
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)自述情況
20
7
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯回答問題情況
30
總 分
Z=
答辯過程記錄、評(píng)語：
自述思路與表達(dá)能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□
研究能力或設(shè)計(jì)能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方法、正確性）
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
答辯組長(zhǎng)簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表
學(xué)生姓名
李東輝
性別
男
院系
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)
車輛工程
班級(jí)
07-6
設(shè)計(jì)（論文）題目
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)分（開題、中檢、出勤）
指導(dǎo)教師姓名
職稱
指導(dǎo)教師
評(píng)分（X）
評(píng)閱教師姓名
職稱
評(píng)閱教師
評(píng)分（Y）
答辯組組長(zhǎng)
職稱
答辯組
評(píng)分（Z）
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)
百分制
五級(jí)分制
答辯委員會(huì)評(píng)語：
答辯委員會(huì)主任簽字（蓋章）： 院系公章： 年 月 日
注：1、平時(shí)成績(jī)（開題、中檢、出勤）評(píng)分按十分制填寫，指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師、答辯組評(píng)分按百分制填寫，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z
2、評(píng)語中應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題質(zhì)量、能力水平、設(shè)計(jì)（論文）水平、設(shè)計(jì)（論文）撰寫質(zhì)量、學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)施或?qū)懽鬟^程中的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)生答辯情況等內(nèi)容的評(píng)價(jià)。
優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）推薦表
題 目
轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)
類別
畢業(yè)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
李東輝
院（系）、專業(yè)、班級(jí)
汽車與交通工程學(xué)院 車輛工程07-6班
指導(dǎo)教師
安永東
職 稱
副教授
設(shè)計(jì)成果明細(xì)：
答辯委員會(huì)評(píng)語：
答辯委員會(huì)主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日
備 注：
注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計(jì)、其它