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1、轉(zhuǎn)向器作為汽車(chē)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(chē)操控的穩(wěn)定性,對(duì)于行車(chē)安全起著至關(guān)重要的作用。目前,國(guó)內(nèi)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器以借鑒參考國(guó)外設(shè)計(jì)為主,產(chǎn)品設(shè)計(jì)依賴(lài)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(zhǎng),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(mǎn)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(zhǎng)、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(guò)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(guò)程,通過(guò)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(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求,完成了汽車(chē)轉(zhuǎn)向器總成臺(tái)架強(qiáng)度及性能試驗(yàn),通過(guò)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(jiǎn)化理論計(jì)算模型,
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