非圆齿扇齿条副齿面接触应力分析及仿真

针对汽车转向器摇臂轴非圆齿扇的工作齿面易发生磨损、点蚀甚至断裂等现象,围绕非圆齿扇齿条副的齿面接触应力理论建模与有限元仿真分析开展研究,提出一种非圆齿扇齿条副接触应力理论计算模型,研究齿扇齿宽B、齿条压力角α和齿扇锥角φ等几何参数对齿面接触应力的影响规律;将非圆齿扇齿条副三维参数化建模与齿面动态啮合有限元仿真分析集成,提出一种非圆齿扇齿条副接触应力参数化、全流程仿真分析计算方法。预期为汽车转向器非圆齿扇齿条副的设计分析提供理论和方法指导。

汽车转向器摇臂轴非圆齿扇的反求设计与加工

在汽车转向器行业,对引进的动力转向器进行反求设计并进行加工验证是产品研发的重要手段和途径。汽车转向器摇臂轴非圆齿扇的反求主要难点有两个方面:第一,准确地提取非圆齿扇齿条的反求设计特征,包括静态尺寸和动态性能;第二,进行非圆齿扇齿条运动分析与验证。在提取工件参数、齿扇齿廓坐标、刀具尺寸、齿扇齿条的传动比之后,结合MATLAB仿真,得出了非圆齿扇的反求理论齿廓坐标。通过将反求理论齿廓坐标与实际测量齿廓坐标进行对比,从理论上验证了特征提取的精确性和运动分析的正确性。基于华中HNC-808数控系统,开发了数控插齿机专机系统。系统采用工艺卡片式的人机交互界面,使用宏变量编写插齿加工G代码。加工出该反求设计的非圆齿扇,通过方向机厂装配检验验证,满足了厂家的生产要求。

汽车转向器摇臂轴非圆齿扇三维参数化建模方法

提出一种基于SolidWorks二次开发实现非圆齿扇三维参数化建模的方法。利用展成法加工原理,在SolidWorks/VBA中编写程序代码对加工刀具及齿扇毛坯进行参数化建模,根据传动比曲线模拟齿扇插齿加工过程,生成非圆齿扇三维模型。将齿扇、齿条三维模型装配,进行动态干涉检测,并使用克林根贝格齿轮检测中心进行检测对比,以验证模型的正确性。结果表明使用这种建模方法得到的非圆齿扇三维模型是可行的,极大地方便了产品设计工作。

汽车转向器摇臂轴非圆齿扇加工工艺改进方法

针对变传动比非圆齿扇齿条副在加工过程中存在非圆齿扇加工工艺复杂的问题,提出了两种工艺改进方法:(1)齿扇齿廓设计为标准渐开线,齿条齿廓为非直线齿廓;(2)采用特殊刀具按照定传动比加工非圆齿扇。依据非圆齿轮啮合原理,推导了方法(1)1的齿条齿廓坐标方程和方法(2)的齿条刀具齿廓坐标方程。通过实例分析,分别计算了两种改进方法的齿条齿廓和齿条刀具形状,对比分析了两种方法的优缺点,指出了两种改进方法的适用情形。

转向器摇臂轴非圆齿扇齿廓误差测量

汽车转向器摇臂轴非圆齿扇是一种锥面上端截面的变位系数随端截面位置不同而变化的结构复杂的齿轮,目前还没有专用的测量软件。本文提出了一种汽车转向器摇臂轴非圆齿扇齿廓误差测量方法,将用齿廓法线法计算得到的理论齿廓坐标导入Kligenberg P26中的Sprocket profile模块对已知理论齿廓坐标的非圆齿扇进行测量。根据非圆齿扇齿条副的啮合特性,计算并绘制出非圆齿扇齿条副的啮合瞬心点;根据willis定理计算非圆齿扇的齿廓,并用仿真软件绘制齿廓;为了更直观的显示非圆齿扇齿齿面的误差,将齿面网格划分,并将同一齿槽的若干截面整合为一个完整的齿面误差模型。

基于MATLAB的摇臂轴非圆齿扇数控加工仿真

汽车转向器摇臂轴非圆齿扇的加工存在一定难度和复杂性,传统上是利用三维建模软件直接模拟摇臂轴齿扇实际的加工过程,这种方法直观,且求解过程简单,但是所得齿面精度不高并且需要进行齿面重构。针对这些问题,提出一种加工仿真的方法,即通过MATLAB软件,对非圆齿轮(以余弦函数传动比模型为例)进行建模,根据齿轮齿条的啮合原理,分析齿扇插齿加工中各进给轴的相对运动关系,然后在MATLAB软件中模拟加工出齿扇。经验证,计算齿面和实际齿面的误差范围很小,证明该方法正确且精确。

汽车转向器摇臂轴非圆齿扇修形方法及性能分析

循环球式转向器的传动性能与摇臂轴非圆齿扇的齿廓形状密切相关。针对转向器齿扇齿条副在不同角度啮合时要求的啮合间隙不同的问题,提出了使用变变位修形方法对摇臂轴齿扇进行修形。将变变位修形方法与常用的偏心修形方法进行比较,分析了两种齿扇齿条副的啮合运动,计算了齿扇的相关参数并给出了两种修形的数控加工方法。在MATLAB中进行了模拟加工,得出了两种修形方式的齿扇齿廓坐标。考虑到实际装配为定轴传动,计算了两种齿扇齿条副的传动间隙。最后利用ADAMS对其进行传动受力分析,表明了两种修形方式均能有效减小传动啮合力。

变速比转向器齿扇的数控插齿加工

针对汽车变速比转向器的非圆齿扇设计复杂且在加工过程存在一定难度的问题,基于包络原理,利用齿条范成法,推导出非圆齿扇插齿加工的三轴联动数学模型,并以华中8型通用数控系统为开发平台,利用接口函数编程,二次开发出了相应的数控插齿系统。最后以余弦式传动比非圆齿扇为例,在该数控插齿系统上进行了加工仿真,仿真结果证明了开发这种数控插齿系统的可行性与正确性。