齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)仿真及優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、轉(zhuǎn)向器作為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響著汽車操控的穩(wěn)定性，對(duì)于行車安全起著至關(guān)重要的作用。目前，國內(nèi)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器以借鑒參考國外設(shè)計(jì)為主，產(chǎn)品設(shè)計(jì)依賴于工程師經(jīng)驗(yàn)，不能全面有效地評(píng)估產(chǎn)品性能，導(dǎo)致設(shè)計(jì)周期長，產(chǎn)品性能難以保證。此外，轉(zhuǎn)向器是重要的安全件，需要滿足極限工況下靜扭、沖擊等多種強(qiáng)度要求，臺(tái)架試驗(yàn)又存在周期長、成本高等缺陷。而有限元技術(shù)具有快速靈活、高效準(zhǔn)確的特性，為復(fù)雜工況下產(chǎn)品性能評(píng)估與優(yōu)化提供了一個(gè)強(qiáng)

2、有力的手段。
　　本文研究了齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求，并對(duì)齒輪齒條結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度校核及受力分析，并基于經(jīng)驗(yàn)公式和有限元仿真技術(shù)，研究齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的性能評(píng)估與優(yōu)化技術(shù)。首先通過與Hertz公式理論計(jì)算的對(duì)比，驗(yàn)證了接觸仿真技術(shù)的有效性。進(jìn)而研究了極端工況下齒輪齒條嚙合接觸過程，通過對(duì)比經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值與仿真值的差異，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)嚙合強(qiáng)度校核公式在材料彈性范圍內(nèi)與有限元仿真數(shù)據(jù)較為吻合，當(dāng)材料處于塑性變形階段

3、，兩者差異較大?；谟邢拊治鲕浖﨔emap+NX Nastran和多體動(dòng)力學(xué)軟件Adams，研究了齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器靜扭、沖擊和性能等試驗(yàn)內(nèi)容的虛擬評(píng)估技術(shù)，為齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)提供了參考和依據(jù)。按照汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求，完成了汽車轉(zhuǎn)向器總成臺(tái)架強(qiáng)度及性能試驗(yàn)，通過與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，驗(yàn)證了仿真技術(shù)的有效性。最后，基于相關(guān)強(qiáng)度校核公式，分析了關(guān)鍵尺寸參數(shù)對(duì)于齒輪齒條結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響的變化規(guī)律。提出了齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器殼體簡化理論計(jì)算模型，