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1、轉(zhuǎn)向器是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的關(guān)鍵零部件,對(duì)汽車安全行駛起著至關(guān)重要的作用。汽車對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向性能在不同工況下的要求是不同的,汽車高速直線行駛時(shí),需要較小的傳動(dòng)比使方向盤更加沉重以保證車輛行駛的穩(wěn)定性;汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),需要較大的傳動(dòng)比使車輛具備較高的輕便機(jī)動(dòng)性。變比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的出現(xiàn)解決了此問題,在一定程度上改善了“輕”與“靈”之間的矛盾。
本文以循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器齒輪副為研究對(duì)象,提出了從建模到有限元分析再到優(yōu)化的完整的設(shè)計(jì)思路。根
2、據(jù)變傳動(dòng)比曲線,確定變比齒輪副中齒扇與齒條的運(yùn)動(dòng)關(guān)系;基于包絡(luò)原理,通過范成仿真法,建立變比齒輪副的三維模型;通過理論分析,建立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)梯形結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)模型;結(jié)合實(shí)際加載情況,對(duì)變比齒輪副嚙合傳動(dòng)過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)有限元分析,并研究其嚙合過程中的動(dòng)態(tài)特性;基于變比齒輪副的動(dòng)態(tài)特性研究,提出了一種齒廓擬合優(yōu)化的方法。
論文的主要工作如下:
?。?)根據(jù)變傳動(dòng)比曲線,通過對(duì)CATIA的二次開發(fā),模擬齒輪的范成加工過程,建
3、立變比齒輪副的三維模型。
(2)以理論力學(xué)為基礎(chǔ),研究循環(huán)球式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)梯形結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型以及其運(yùn)動(dòng)模型;分析實(shí)際工況下,轉(zhuǎn)向器所受到的阻力矩,并作為有限元分析施加載荷的依據(jù)。
?。?)通過理論計(jì)算,分析變比齒輪副嚙合過程中的力學(xué)特性,并與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。
(4)基于對(duì)變比齒輪副的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析,對(duì)變比齒輪副嚙合傳動(dòng)過程中的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究。分析不同工況下(不同載荷、是否考慮摩擦情況),變比齒輪副的
4、力學(xué)特性(動(dòng)態(tài)接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力的分布及其變化規(guī)律)與運(yùn)動(dòng)特性(傳動(dòng)誤差、速度以及加速度變化規(guī)律)。
?。?)基于變比齒輪副動(dòng)態(tài)嚙合特性,以接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力為約束條件,以動(dòng)態(tài)傳動(dòng)誤差為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)齒廓擬合方法進(jìn)行優(yōu)化,為齒輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出一種思路。
本文提出了循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器齒輪副從范成仿真建模到基于有限元的動(dòng)態(tài)特性分析再到齒廓擬合優(yōu)化完整的流程,對(duì)變比轉(zhuǎn)向器的研究具有重要的意義,對(duì)我國(guó)轉(zhuǎn)向器的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)
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