变速比转向器齿扇副啮合理论研究

从动力学及结构方面分析了循环球式转向器实现变传动比的可行性及实现方法。根据齿轮啮合原理,推导出了变传动比转向器齿条齿扇啮合方程、齿廓方程,给出了锥形齿扇小端不根切、大端不变尖的条件和齿扇几何尺寸的计算公式,并利用变传动比齿扇的齿廓曲面求解具体算例,证明了理论推导的正确性。

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。

变传动比循环球转向器的参数设计方法

针对变传动比转向器中齿条齿扇副的重合度、换向连续等多个设计目标不相关甚至矛盾的问题,提出了一种变传动比齿条齿扇副的设计方法。该方法以齿扇中间截面为设计出发点,得到的齿条和齿扇均是非圆的,克服了单纯以直齿条或渐开线齿扇作为设计出发点时设计不灵活的不足。首先,研究了重合度和换向角的计算方法,进而明确了参数设计目标,然后选取了齿扇中间截面上的相关参数作为设计参数,并分析了各参数对各设计目标的影响,最终提出了设计参数的寻优方法。对某款变传动比转向器的设计实例表明,该方法的齿条齿扇副满足传动连续和换向连续的要求,齿扇没有根切和齿顶变尖。所提方法设计自由度大,综合考虑了所有设计目标,设计过程方便快捷。