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齿轮齿条式转向器结构仿真及优化关键技术研究
| 论文题名： | 齿轮齿条式转向器结构仿真及优化关键技术研究 |
| 关键词： | 转向器;齿轮齿条;优化设计;结构参数;受力分析;汽车转向系统 |
| 摘要： | 转向器作为汽车转向系统的传动执行机构，其设计的好坏直接影响着汽车操控的稳定性，对于行车安全起着至关重要的作用。目前，国内齿轮齿条式转向器以借鉴参考国外设计为主，产品设计依赖于工程师经验，不能全面有效地评估产品性能，导致设计周期长，产品性能难以保证。此外，转向器是重要的安全件，需要满足极限工况下静扭、冲击等多种强度要求，台架试验又存在周期长、成本高等缺陷。而有限元技术具有快速灵活、高效准确的特性，为复杂工况下产品性能评估与优化提供了一个强有力的手段。 本文研究了齿轮齿条式转向器相关设计标准、技术要求，并对齿轮齿条结构参数进行了设计计算、强度校核及受力分析，并基于经验公式和有限元仿真技术，研究齿轮齿条式转向器的性能评估与优化技术。首先通过与Hertz公式理论计算的对比，验证了接触仿真技术的有效性。进而研究了极端工况下齿轮齿条啮合接触过程，通过对比经验公式计算值与仿真值的差异，发现传统啮合强度校核公式在材料弹性范围内与有限元仿真数据较为吻合，当材料处于塑性变形阶段，两者差异较大。基于有限元分析软件Femap+NX Nastran和多体动力学软件Adams，研究了齿轮齿条式转向器静扭、冲击和性能等试验内容的虚拟评估技术，为齿轮齿条式转向器设计提供了参考和依据。按照汽车行业标准中的技术要求，完成了汽车转向器总成台架强度及性能试验，通过与试验数据的对比，验证了仿真技术的有效性。最后，基于相关强度校核公式，分析了关键尺寸参数对于齿轮齿条结构强度影响的变化规律。提出了齿轮齿条式转向器壳体简化理论计算模型，研究了关键结构参数对于壳体结构强度的影响规律，为转向器壳体设计及优化提供了理论支撑。 |
| 作者： | 王志刚 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 沈国强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 杭州电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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