变速比齿轮齿条式转向器的共轭分析

齿轮齿条式转向器广泛应用于轿车、微型和轻型汽车,而传动采用变速比则能兼顾汽车转向轻便性与操纵灵敏性的要求。本文把共轭曲面原理用于变速比齿轮齿条传动的啮合分析,在已知齿轮齿面方程和速比曲线的情况下,推导出了齿条齿面的求解方法,并结合实例进行了计算,为这种转向器的设计与制造提供了理论依据。     

汽车齿轮齿条式转向器变速比传动的研究

对汽车转向系杆系的力学特性进行了分析，指出了齿轮齿条式转向器采用定速比传动的缺点及采用变速比传动的必要性。讨论了手动及动力转向器变速比曲线的选择原则及方法。剖析了国外为夏利轿车转向器设计的速比曲线，给出了其解析表达式。     

转向器齿轮齿条传动副的几何和啮合计算

齿轮齿条式转向器中的齿轮齿数仅有5～8个齿，按标准齿轮或简单变位齿轮的几何计算方法设计齿轮和齿争，无法使其重合度达到1.0.文章介绍了运用虚拟齿轮及当量齿轮的方法计算重合度，并通过大量计算得到参数选择表，方便设计师的查阅使用。阐述了齿轮齿顶圆齿厚计算方法、齿条齿根圆角及齿务齿根过渡曲线干涉验算方法。表明通过合理选择变位系数、齿顶高及齿根高，可以确保齿轮和齿顶圆齿厚达到0．3—0．5个模数，重合度达到1．0。并给出计算实例：     

汽车转向器齿条齿扇传动副的几何和啮合计算（续1）

为便于研究变厚渐开线齿轮在循环球齿条齿扇式转向器中的应用,文章介绍了变厚渐开线式齿扇在设计过程中相关参数的选择方法,并通过大量计算得到转向器变齿厚齿扇齿条传动参数匹配表方便设计师的查阅使用;还介绍了齿扇大端单边转角计算方法和齿条齿根圆角干涉验算方法,通过实例计算验算其正确性.结果表明,通过合理地选择变位系数、齿顶高及齿根高,可以确保齿扇大端面齿顶圆齿厚达到0.3～0.5个模数,大端截面重合度达到1.0.     

汽车非线性变速比转向器

从齿轮原理，相对运动和滞后现象等机理出发，阐述了非线性变速比转向器偏心齿扇副的运动规律，推导出主要几何参数之间的数学模型，从影响速比和啮合间隙变化的因素入手，通过对几种传动方案的分析，给出了合理可行的齿扇副传动方案。     

转向齿轮与齿条的空间啮合情况分析：———论变速比齿条电极的展成挤压

轻型汽车使用的变速比齿轮齿条向器已经很普遍了。笔者曾经于１９９１年 写过一篇文章介绍变速比齿条电极制造的新技术－－展成挤压技术。当时是初步提出一些论战讨论。而本篇论文是全面分析转向齿轮与齿条的空间啮合情况，并详细计算出展成挤压时的总力和总力矩。通过计算可知用展成挤压变速比齿条电极完全可行。笔者在铣床上用模拟试验展成挤压等速比齿条铜制件获得了成功。     

变传动比循环球转向器轴齿扇的几何分析

变传动比循环球转向器,是通过螺母齿条—转向臂轴齿扇传动副实现变化传动的。齿条通常采用普通平面齿条,转向臂轴齿扇齿面具有特殊的几何形状,分析了传动比曲线、节曲线、瞬时接触线以及转向臂轴齿扇齿面的几何性质,为转向器设计以及齿扇的切齿加工提供了依据。     

齿轮齿条式转向器的运动学分析

本文简要地分析了齿轮齿条式转向器的运动学原理，推导了运动学参数的理论计算公式。     

汽车齿轮齿条式转向器有限元分析

齿轮齿条是齿轮齿条式转向器工作过程中力和力矩承载的关键部件,其刚度条件是转向器设计的重要基准。针对轮齿齿条式转向器的力学性能,文章运用Catia建立了齿轮齿条三维实体模型,随后利用HyperMesh进行网格划分,最后导入Abaqus进行有限元计算。分析结果表明:齿轮的最大应力189.2MPa,齿条的最大应力为86.59MPa,齿轮和齿条的应力均满足强度要求。     

齿轮齿条转向器的CAD/CAE仿真设计

齿轮齿条转向器的结构简单、紧凑,同时兼具较高的传动效率。文章以转向器上的齿轮齿条为研究对象,在Solidworks中建立齿轮齿条啮合的装配模型,在动力学仿真分析软件ADAMS中建立虚拟样机模型,分析机构的碰撞模型;最后,在ANSYS中对模型进行静力学与模态分析,仿真结果可得到应力应变与疲劳寿命等的分布情况,为转向器的实际力学性能评估提供参考依据。     

基于MATLAB和TOPSIS法的齿轮齿条转向器的参数优化

通过Matlab编程,在满足理想关系式且外轮转角小于内轮转角的前提下,求出内外轮转角、主销偏移距、最小转弯半径,算出作用在方向盘上的手力、转向器的传动比、原地转向阻力、作用在转向节上的阻力。运用TOPSIS法进行评价,在主要考虑汽车转向轻便性与转向灵敏性的大条件下,同时兼顾转弯机动性的情况,作用在方向盘上的手力、转向器的传动比、最小转弯半径的权重按0.45、0.45、0.1的比例选取,最后通过具体案例确定齿轮齿条转向器角传动比、最小转弯半径、主销偏移距、外轮转角、内轮转角、转向盘最大转动圈数、作用在方向盘上的手力,为齿轮齿条转向器优化设计提供了重要的方法。     

Steering torque control using variable impedance models for a steer-by-wire system

This paper presents a novel sensor-less steering torque control method for applications to the steer-by-wire system. A steer-by-wire system has not any mechanical link to connect a steering wheel and a rack and pinion gear module. Instead of mechanical devices, two electric motors are used on each side. A one motor is attached to the steering wheel and the other is set on rack and pinion. The motor on the steering wheel works as a deliverer between a steering torque and load torque from the road. In this paper, we focus on motion control related to the steering feel based on impedance control. Therefore, the model of rack and pinion is not considered in this work. In most power steering systems, a torque sensor is used to set impedance effect on driver’s steering feel. In this paper, we proposed a novel steering control method without using any torque sensors. The effectiveness of a proposed method is confirmed from experimental results.     

与齿轮齿条式转向器配用的转向传动机构优化设计

与齿轮齿条式转向器配用的转向传动机的整体式转向梯形机构相比有其特殊之处，本文介绍了该转向传机构的结构特点和优化设计方法，给出了优化设计的目标函数和设计变量的选择范围，并进行了实例计算。     

汽车液压动力转向器台架试验方法研究

以汽车齿轮齿条液压动力转向器为例,针对该总成空载转动力矩试验、转向力特性试验、逆向疲劳试验、正转耐久试验、温度交变密封试验和噪声试验等6个项目的台架试验方法进行了研究,阐述了各项目的试验目的、试验方法和结果、试验设备的配置及与现有试验标准的差别等,为修订汽车动力转向器行业标准提供了参考和依据.     

转向器齿杆硬度自动测试控制系统的设计

设计了汽车转向器齿杆硬度全自动测试分选系统,该系统是一个基于里氏硬度测试原理,综合采用微机测试技术、步进电机驱动技术及气动技术的复杂系统,解决了齿杆硬度在线自动测试分选的难题。文章详细介绍了该系统中控制系统的设计,包括整体控制流程、齿杆的位置检测和运动控制、测试装置的动作控制,并探讨了影响测试精度的因素。控制系统在主机统一控制下工作,工作流程的变化及时间分配的变化均可通过修改软件实现,便于调试、维修及扩充测试品种。     

变速比变厚齿扇齿面滑移及接触应力特性的理论分析

本文以齿条齿面共轭线方程及变速比变厚齿扇齿面数学模型为基础，提出了汽车循环球式转向器变速比变厚齿扇齿面滑移及齿面接触应力特性的离散数值计算方法；提示了速比变化比值对齿面滑移及齿面接触应力特性的影响。