关键词：转向器;;变比齿条;;过渡曲面;;解析法;;磨削
摘 要：机械式变比(全称为变传动比,本文简称为“变比”)转向器可以缓解转向轻便性与灵敏性的矛盾,其通过变比齿条与渐开线齿轮的传动实现变比功能,变比齿条齿面是一种复杂的曲面,由工作齿面与过渡曲面构成。为了更高效、更精确地设计变比齿条,本文基于啮合原理,提出机械式变比转向器变比齿条数字设计解析法;根据变比齿条齿面特征,提出基于双参数包络的磨削加工方法,为变比齿条的精加工提供理论依据。本文的主要研究工作包括:(1)从设计原理角度,分析对比变比齿条已有设计方法,在此基础上提出机械式变比转向器变比齿条数字设计解析法;基于啮合原理,建立变比齿轮副的空间坐标系统和坐标变换矩阵,推导变比齿条工作齿面方程、过渡曲面方程和啮合方程,设计变比齿条工作齿面和过渡曲面的求解算法;基于工程实例,在MATLAB中实现机械式变比转向器变比齿条齿面点云数字设计。(2)根据变比齿条齿面特性,分析其加工方法的可行性,根据双参数包络理论,推导包括展成运动和进给运动的磨削加工数学模型;根据刀具齿面方程和加工数学模型,建立磨削变比齿条坐标系统,推导磨削变比齿条齿面方程,从理论上验证该磨削加工方法的正确性;合理的离散磨削参数,确保变比齿条齿面特征接触线的加工。(3)以循环球式变比转向器变比齿条为例,结合变比齿条齿面的磨削方法,设计虚拟加工方案,在VERICUT中配置虚拟加工环境,编制磨削加工G代码,实现循环球式变比转向器变比齿条的虚拟加工,验证磨削方案的可行性和磨削变比齿条齿面的有效性。本文的研究工作可提高机械式变比转向器变比齿条的设计效率和设计精度,缩短研发周期,降低研发成本,提升市场竞争力;同时可为机械式变比转向器变比齿条的制造提供加工方案和技术指导,从而推动机械式变比转向器的推广应用。
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