汽车转向器摇臂轴非圆齿扇齿廓修形方法研究

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1、分类号密级UDC学校代码10500硕士学位论文（全日制学术学位）题目：汽车转向器摇臂轴非圆齿扇齿廓修形方法研究英文题目：ResearchontheToothProfileModificationMethodofAutomobileSteeringRockerShaftNon-CircularGear学位申请人姓名：余金舫申请学位学科专业：机械电子工程指导教师姓名：丁国龙二○一八年五月分类号密级UDC学校代码10500硕士学位论文题目汽车转向器摇臂轴非圆齿扇齿廓修形方法研究英文题目Researcho

2、ntheToothProfileModificationMethodofAutomobileSteeringRockerShaftNon-CircularGear研究生姓名（签名）指导教师姓名（签名）职称副教授申请学位学科名称机械电子工程学科代码080202论文答辩日期20180519学位授予日期20180630学院负责人（签名）评阅人姓名石端伟评阅人姓名李刚炎2018年5月25日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的

3、研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学

4、位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要汽车转向器摇臂轴齿扇的齿廓修形可以改变齿厚，调整装配间隙，从而改善汽车转向性能，如高速直线行驶稳定，转向灵活，回正性好。目前所采用的变中心距修形法通过插齿展成加工中增加径向退刀来实现，得到如偏心齿扇或鼓形齿扇。然而其最大偏心量或修形函数大多采用试凑的方式进行，缺乏完整的设计制造理论。为此，从汽车转向器摇臂轴非圆齿扇齿条副的啮合原理出发，开展非圆齿扇齿廓修形方法研究，为该非圆齿扇齿廓修形提供理论支撑。本文主要工作如下：研究非圆齿扇齿

5、条副变中心距啮合原理。发现当非圆齿扇齿条副在变中心距啮合时，由于连心线方向叠加一个进/退刀速度，导致理论计算的啮合点不满足啮合方程。为此，根据速度合成法，确定变中心距齿扇齿条副的瞬心。该瞬心点在定坐标系下的轨迹是一条十分奇怪的不连续曲线。以此为基础，提出了一种非圆齿扇齿廓的计算方法。研究变中心距修形非圆齿扇齿廓过切现象。针对目前使用最多的分段直线的修形函数，研究发现在插齿修形过程中，齿条插齿刀与工件齿廓在一定的展成角度范围内存在过切干涉现象，导致齿扇齿厚增量并非设计期望的齿厚。分析可知，产生齿廓过

6、切的原因是修形时进/退刀速度不连续。为此，提出了使用余弦修形函数进行改进措施，MATLAB仿真验证结果表明，余弦修形函数大大优于分段直线修形函数。如果控制好最大修形量，完全可以消除过切现象。研究一对椭圆齿轮的定中心距啮合情况。既然非圆齿扇变中心距修形存在上述过切现象，而椭圆齿轮插齿加工也需要变中心距，该变中心距加工与分段直线形式的修形类似，那么这一对加工好的椭圆齿轮定中心距啮合必定存在间隙。仿真验证的确如此。这也表明非圆齿轮加工过程中的中心距变化是产生过切的一个重要原因。开发了汽车转向器摇臂轴非圆

7、齿扇齿廓加工加工模块。基于华中HNC-808系统，集成上述理论工艺知识，完成了加工模块开发，试切加工零件经检验合格，现已投入批量生产。关键词：汽车转向器，非圆齿扇齿条副，变中心距修形，齿廓交叉与分离，加工模块IAbstractThegearprofilemodificationofautomobilesteeringgearrockershaftcanchangethetooththickness,therebyimprovingthesteeringperformanceofvehicletha

8、tincludethequalityofstabilizationwhencardrivingathighspeed,flexibilitywhencarturningandnicereturn-ability.Atpresent,thevariablecenterdistancemodificationmethodisrealizedthroughaddingradicalretractingandfeedingwhengearshapingtoobtaintheeccentri