【摘要】：汽車轉(zhuǎn)向器搖臂軸齒扇的齒廓修形可以改變齒厚,調(diào)整裝配間隙,從而改善汽車轉(zhuǎn)向性能,如高速直線行駛穩(wěn)定,轉(zhuǎn)向靈活,回正性好。目前所采用的變中心距修形法通過插齒展成加工中增加徑向退刀來實(shí)現(xiàn),得到如偏心齒扇或鼓形齒扇。然而其最大偏心量或修形函數(shù)大多采用試湊的方式進(jìn)行,缺乏完整的設(shè)計(jì)制造理論。為此,從汽車轉(zhuǎn)向器搖臂軸非圓齒扇齒條副的嚙合原理出發(fā),開展非圓齒扇齒廓修形方法研究,為該非圓齒扇齒廓修形提供理論支撐。本文主要工作如下:研究非圓齒扇齒條副變中心距嚙合原理。發(fā)現(xiàn)當(dāng)非圓齒扇齒條副在變中心距嚙合時(shí),由于連心線方向疊加一個(gè)進(jìn)/退刀速度,導(dǎo)致理論計(jì)算的嚙合點(diǎn)不滿足嚙合方程。為此,根據(jù)速度合成法,確定變中心距齒扇齒條副的瞬心。該瞬心點(diǎn)在定坐標(biāo)系下的軌跡是一條十分奇怪的不連續(xù)曲線。以此為基礎(chǔ),提出了一種非圓齒扇齒廓的計(jì)算方法。研究變中心距修形非圓齒扇齒廓過切現(xiàn)象。針對(duì)目前使用最多的分段直線的修形函數(shù),研究發(fā)現(xiàn)在插齒修形過程中,齒條插齒刀與工件齒廓在一定的展成角度范圍內(nèi)存在過切干涉現(xiàn)象,導(dǎo)致齒扇齒厚增量并非設(shè)計(jì)期望的齒厚。分析可知,產(chǎn)生齒廓過切的原因是修形時(shí)進(jìn)/退刀速度不連續(xù)。為此,提出了使用余弦修形函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)措施,MATLAB仿真驗(yàn)證結(jié)果表明,余弦修形函數(shù)大大優(yōu)于分段直線修形函數(shù)。如果控制好最大修形量,完全可以消除過切現(xiàn)象。研究一對(duì)橢圓齒輪的定中心距嚙合情況。既然非圓齒扇變中心距修形存在上述過切現(xiàn)象,而橢圓齒輪插齒加工也需要變中心距,該變中心距加工與分段直線形式的修形類似,那么這一對(duì)加工好的橢圓齒輪定中心距嚙合必定存在間隙。仿真驗(yàn)證的確如此。這也表明非圓齒輪加工過程中的中心距變化是產(chǎn)生過切的一個(gè)重要原因。開發(fā)了汽車轉(zhuǎn)向器搖臂軸非圓齒扇齒廓加工加工模塊�；谌A中HNC-808系統(tǒng),集成上述理論工藝知識(shí),完成了加工模塊開發(fā),試切加工零件經(jīng)檢驗(yàn)合格,現(xiàn)已投入批量生產(chǎn)。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.43
【圖文】：

分析循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)，弄清搖臂軸齒扇齒原理是基于一對(duì)定軸傳動(dòng)的齒輪副而言的，結(jié)合研究了非圓齒輪齒條副的嚙合原理�；谧冎行男锡X扇齒廓的計(jì)算方法。式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)向器的結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2-1 所示。該類型轉(zhuǎn)向器的傳副組成，而且齒條固連在螺母副上。轉(zhuǎn)向器的輸絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，再轉(zhuǎn)化成螺母齒條的平動(dòng)，從而使得接轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使得汽車轉(zhuǎn)向。傳動(dòng)比 i 為輸入軸與輸出軸的角速度之比，計(jì)算公pri2π= 的節(jié)圓半徑；導(dǎo)程。

3 章 非圓齒扇修形方法與仿真分修形加工是在齒扇插齒加工過程中完成的，與不修加工時(shí)增加了徑向軸的聯(lián)動(dòng)，導(dǎo)致中間齒齒厚增加。常主運(yùn)動(dòng)為刀具的上下沖程運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為徑向進(jìn)平移動(dòng)軸 X 軸的左右運(yùn)動(dòng)和工件旋轉(zhuǎn)軸 C 軸的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)比曲線進(jìn)行展成運(yùn)動(dòng)；Y、C 軸按給定的修形函數(shù)因此，通過 X、C、Y 三軸聯(lián)動(dòng)，即可同時(shí)完成修的加工。

需要在軟件中放大觀看才能區(qū)分兩種齒廓之間的差異，所以在本文中無需再給出偏心齒扇的齒廓形狀圖。圖3-8 中的區(qū)域 1 為兩種修形齒廓差異明顯的部分。依據(jù)齒輪嚙合原理計(jì)算出兩種非圓齒扇的齒廓坐標(biāo)，并與無修形的齒廓進(jìn)行精確對(duì)比，對(duì)比結(jié)果如圖 3-9 所示。該圖是三種不同非圓齒扇中間齒的右邊齒廓形狀對(duì)比圖（對(duì)應(yīng)于圖 3-8 中的區(qū)域 1），齒廓對(duì)應(yīng)的齒扇轉(zhuǎn)角范圍為 [-10° , 10°]。由圖可知：變中心距齒扇齒廓介于偏心齒廓和無修形齒廓中間。齒扇轉(zhuǎn)角為 10° 和 - 10°時(shí)，變中心距齒廓點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的無修形齒廓點(diǎn)重合；齒扇轉(zhuǎn)角在 [-1° , 1°]范圍內(nèi)時(shí)，變中心距齒廓點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的偏心修形齒廓點(diǎn)基本重合。3.3.3 齒扇齒條副嚙合傳動(dòng)間隙前文的非圓齒扇齒條的嚙合運(yùn)動(dòng)分析考慮的是兩種齒扇齒條副的在理論情況下的嚙合情況。在理論情況下，以齒扇轉(zhuǎn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，齒條的從運(yùn)動(dòng)包含橫向和

【參考文獻(xiàn)】

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