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1、汽車(chē)轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)及參數(shù)化建模 汽車(chē)轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)及參數(shù)化建模 2017/11/30 摘要：本次設(shè)計(jì)是對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)、原理、功用作詳細(xì)的了解和認(rèn)識(shí)。查閱相關(guān)的資料和書(shū)籍分析齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)缺點(diǎn)、布置形式及應(yīng)用狀況，確定了對(duì)本次所需要設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)預(yù)設(shè)車(chē)輛的性能參數(shù)對(duì)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器進(jìn)行參數(shù)化建模。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向器；齒輪齒條；參數(shù)化；建模 0引言 根據(jù)某車(chē)的性能參數(shù)、市場(chǎng)需求及價(jià)格定位來(lái)對(duì)該車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)

2、，結(jié)合同級(jí)車(chē)型的轉(zhuǎn)向器的選取將本次設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向器確定為齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。對(duì)本次設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)形式和在汽車(chē)中的布置形式進(jìn)行分析確定。 1選型 由于直齒圓柱齒輪和直齒齒條嚙合會(huì)使轉(zhuǎn)向器的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性下降，沖擊增大，工作噪聲增加等，本次設(shè)計(jì)采用的是斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合，可以使轉(zhuǎn)向器的重合度增加，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、沖擊力和工作噪聲都有所減小，并且這樣設(shè)計(jì)使齒輪軸軸線(xiàn)與齒條的軸線(xiàn)之間的夾角更符合本次的設(shè)計(jì)要求，降低了設(shè)計(jì)難度，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程。從上述分析可以看出，齒條圓形斷面不僅滿(mǎn)足了本次的設(shè)計(jì)要求，而且制作工藝比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單；有效地降低了設(shè)計(jì)難度和制造成本。所以選

3、擇的是齒條斷面形狀為圓形[1-2]。最終的方案確定為：側(cè)面輸入兩端輸出的輸出形式；齒輪齒條為斜齒；齒條斷面形狀為圓形。 2參數(shù)化建模 CATIA是法國(guó)達(dá)索公司于1975年起開(kāi)始發(fā)展的一套完整的3DCAD/CAM/CAE一體化軟件。在對(duì)于小齒輪的建模主要用到起3D建模功能。由于采用包絡(luò)原理仿真法建模，以小齒輪作為刀具，齒輪的建模精度直接影響到齒條的精度。通過(guò)熟悉軟件的相關(guān)功能，并根據(jù)齒輪的相關(guān)幾何特征，參考其他軟件中的建模方法，總結(jié)出的CATIA建模方法，主要步驟如下[3-4]：在CATIA中的f（x）工具輸入齒輪參數(shù)，通過(guò)fog功能定制齒輪漸開(kāi)線(xiàn)的公式，繪制基圓

4、、分度圓、齒根圓、齒頂圓及漸開(kāi)線(xiàn)。將輪廓線(xiàn)與齒根圓倒角。建立一個(gè)平面A（通過(guò)z軸和漸開(kāi)線(xiàn)與分度圓的交點(diǎn)），再建新平面B與A平面成一夾角，轉(zhuǎn)角基準(zhǔn)為Z軸，將輪廓線(xiàn)關(guān)于新建的對(duì)稱(chēng)平面做鏡像，將輪廓線(xiàn)剪裁出來(lái)。平移和旋轉(zhuǎn)工具，做出另一端面的輪廓線(xiàn)，用多截面曲面multisections做出齒曲面，插入零件設(shè)計(jì)模塊，用closesurface命令分別將兩個(gè)曲面閉合成實(shí)體，用環(huán)形陣列將齒輪的所有輪齒陣列出來(lái)得到齒輪。在零件設(shè)計(jì)模塊中制作出的齒輪軸三維模型。結(jié)合齒輪和齒條的尺寸和配合尺寸，在考慮加工和輕量化等條件下進(jìn)行建模。支架和齒條套建模。在catia轉(zhuǎn)配設(shè)計(jì)模塊中將上面所有零件進(jìn)行裝配，裝配出的轉(zhuǎn)向器

5、三維模型如圖1所示。 3結(jié)論 本設(shè)計(jì)通過(guò)資料的查詢(xún)，了解到轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)、原理以及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展，對(duì)轉(zhuǎn)向器的分類(lèi)和不同車(chē)型上的使用進(jìn)行了分析。同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)也有了初步的方案；對(duì)轉(zhuǎn)向器的類(lèi)型的確定—齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。 參考文獻(xiàn)： [1]胡海峰.轉(zhuǎn)向器齒輪齒條設(shè)計(jì)與受力分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013. [2]賈巨民，張蕾，唐天元，吳宏基，劉健.汽車(chē)變速比齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的嚙合原理[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，1998. [3]鄒光明，尹志朋，王東雄，劉源泂，汪豪蒂.基于不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)的小車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究[J].機(jī)械工程師，2014. [4]陳丁躍，楊勵(lì)，郭澤紅，賀志瑛.乘用車(chē)齒輪齒條式的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015.