CN114004036B - 一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法 - Google Patents

一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法，根据需求选取竞品齿条、齿轮和装载齿条齿轮的壳体，基于竞品进行制造，具体包括以下步骤：（1）测算竞品的齿条、齿轮、装载齿条齿轮壳体的参数：1）通过三坐标法测量壳体、齿轮和齿条的啮合中心距及交错角；2）通过目视测算齿轮和齿条的齿数；3）使用轮廓仪测量获取齿轮和齿条的法面压力角；4）通过目视测量齿轮和齿条的旋向，测量后，初选适当直径的量棒，借助量棒利用三坐标测量齿条的螺旋角，测算完毕后利用步骤1）测得的交错角和测得的旋向、测得的齿条的螺旋角计算获得齿轮的螺旋角；5）通过多齿求平均的方法测算齿条的端面齿距。

Description

一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法
技术领域
本发明涉及转向器领域，特别是涉及一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法。
背景技术
目前转向器普遍用的齿轮齿条的制造方法为：（1）根据整车的推力、传动比等参数，结合公司现有的经验参数数据库，初步选择齿轮齿条参数；（2）对初步选择的参数进行理论计算校核，建立数模，并基于数模进行强度校核等仿真分析，如果可行，则进行下一步，如果不可行，重新进行步骤（1）；（3）试样及试验。
以上制造方法不确定性大，步骤（1）和（2）要反复执行才能获得合适的参数，很难一次性成功，制作周期长，对技术人员经验和技术水平要求高，成本投入大，适用于知道整车技术参数且有庞大的经验参数数据库的制造商（一般为整车厂供应商），但对于小的制造商（一般为售后市场供应商）来说，不知道整车技术参数，没有经验参数数据库，高成本和较长的制造周期也无法满足公司的项目规划，针对竞品开发又缺乏全面、完善的制造方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法，只需要根据竞品进行测绘及简单分析就可以进行试样及试验，设计周期短，对设计人员的经验和技术水平要求不高，节省了生产成本。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法，根据需求选取竞品齿条、齿轮和装载齿条齿轮的壳体，基于竞品进行制造，具体包括以下步骤：
（1）测算竞品的齿条、齿轮、装载齿条齿轮壳体的参数：
1） 通过三坐标法测量壳体、齿轮和齿条的啮合中心距及交错角；
2）通过目视测算齿轮和齿条的齿数；
3）使用轮廓仪测量获取齿轮和齿条的法面压力角；
4）通过目视测量齿轮和齿条的旋向，根据目视结果初选合适的量棒，借助量棒利用三坐标测量齿条的螺旋角，测算完毕后利用步骤1）测得的交错角和测得的旋向、测得的齿条的螺旋角计算获得齿轮的螺旋角；
5）通过多齿求平均的方法测算齿条的端面齿距，结合步骤4）测得的齿条的螺旋角数据，计算获取齿条和齿轮的法面模数；
6）利用卡尺或千分尺测量齿条，获得齿条的齿顶高、齿根高、直径数据，利用公法线千分尺测量获得齿轮的公法线数据，并推算获取齿轮的变位系数；
7）利用齿轮检测仪的测针探测获得齿轮的齿顶圆和齿根圆直径数据；
（2）测量参数的校核：将步骤（1）测算获取的齿轮参数输入齿轮检测仪中，按照齿轮检测方法检测齿轮，确认参数的正确性；
（3）当步骤（2）中齿轮检测方法检测齿轮的参数不正确时，重复步骤（1）重新测算齿条、齿轮和壳体的参数，当参数正确时，执行步骤（4）；
（4）建模：根据测算数据，在SOLIDWORKS中的齿轮设计库里建立齿轮齿条三维数模，基于三维数模进行齿轮和齿条的干涉检查；
（5）试样和试验：干涉检查完毕后，根据测得的齿条、齿轮和壳体的参数进行样品制造，并装备制造的样品进行传动试验。
作为本发明的一种优选技术方案，所述齿条的跨棒距利用卡尺或千分尺测量获得。
作为本发明的一种优选技术方案，所述齿轮的变位系数利用步骤3）测算的法面压力角和步骤6）测得的公法线数据推算。
作为本发明的一种优选技术方案，利用量棒测量齿条的螺旋角时，将量棒贴合在齿条齿面靠近齿条中线附近。
作为本发明的一种优选技术方案，通过三坐标法测量其所述齿轮和齿条的啮合中心距及交错角时，将齿轮和齿条置于正确的啮合位置。
与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
1、无需知道整车设计参数，只需要对竞品进行测绘及简单分析就可以进行试样及试验，设计周期短，对设计人员的经验和技术水平要求不高，节省了生产成本；
2、通过测算竞品的设备参数，在竞品的基础上进行制造本产品的设计制造，降低了转向器用齿轮齿条的设计风险，提高了产品的设计和制造的成功率。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明提供一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法，根据需求选取竞品齿条、齿轮和装载齿条齿轮的壳体，基于竞品进行制造，具体包括以下步骤：
（1）测算竞品的齿条、齿轮、装载齿条齿轮壳体的参数：
1）通过三坐标法测量壳体、齿轮和齿条的啮合中心距及交错角；
2）通过目视测算齿轮和齿条的齿数；
3）使用轮廓仪测量获取齿轮和齿条的法面压力角；
4）通过目视测量齿轮和齿条的旋向，测量后，初选适当直径的量棒，借助量棒利用三坐标测量齿条的螺旋角，测算完毕后利用步骤1）测得的交错角和测得的旋向、测得的齿条的螺旋角计算获得齿轮的螺旋角；
5）通过多齿求平均的方法测算齿条的端面齿距，结合步骤4）测得的齿条的螺旋角数据，计算获取齿条和齿轮的法面模数；
6）利用卡尺或千分尺测量齿条，获得齿条的齿顶高、齿根高、直径数据，利用公法线千分尺测量获得齿轮的公法线数据，并推算获取齿轮的变位系数；
7）利用齿轮检测仪的测针探测获得齿轮的齿顶圆和齿根圆直径数据；
（2）测量参数的校核：将步骤（1）测算获取的齿轮参数输入齿轮检测仪中，按照齿轮检测方法检测齿轮，确认参数的正确性；
（3）当步骤（2）中齿轮检测方法检测齿轮的参数不正确时，重复步骤（1）重新测算齿条、齿轮和壳体的参数，当参数正确时，执行步骤（4）；
（4）建模：根据测算数据，在SOLIDWORKS中的齿轮设计库里建立齿轮齿条三维数模，基于三维数模进行齿轮和齿条的干涉检查；
（5）试样和试验：干涉检查完毕后，根据测得的齿条、齿轮和壳体的参数进行样品制造，并装备制造的样品进行传动试验。
优选的，量棒直径根据步骤4）中初选的量棒直径大小和步骤5）中测算的法面模数选取，齿条的跨棒距利用卡尺或千分尺测量获得。
优选的，齿轮的变位系数利用步骤3）测算的法面压力角和步骤6）测得的公法线数据推算。
优选的，利用量棒测量齿条的螺旋角时，将量棒贴合在齿条齿面靠近齿条中线附近。
优选的，通过三坐标法测量其齿轮和齿条的啮合中心距及交错角时，将齿轮和齿条置于正确的啮合位置。
与现有技术相比，本发明无需知道整车设计参数，只需要根据竞品进行测绘及简单分析就可以进行试样及试验，设计周期短，对设计人员的经验和技术水平要求不高，节省了生产成本；通过测算竞品的设备参数，在竞品的基础上进行制造本产品的设计制造，降低了转向器用齿轮齿条的设计风险，提高了产品的设计和制造的成功率。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之 “上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法，其特征在于，根据需求选取竞品齿条、齿轮和装载齿条齿轮的壳体，基于竞品进行制造，具体包括以下步骤：
（1）测算竞品的齿条、齿轮、装载齿条齿轮壳体的参数：
1）通过三坐标法测量壳体、齿轮和齿条的啮合中心距及交错角；
2）通过目视测算齿轮和齿条的齿数；
3）使用轮廓仪测量获取齿轮和齿条的法面压力角；
4）通过目视测量齿轮和齿条的旋向，根据目视结果初选合适的量棒，借助量棒利用三坐标测量齿条的螺旋角，测算完毕后利用步骤1）测得的交错角和测得的旋向、测得的齿条的螺旋角计算获得齿轮的螺旋角；
5）通过多齿求平均的方法测算齿条的端面齿距，结合步骤4）测得的齿条的螺旋角数据，计算获取齿条和齿轮的法面模数；
6）利用卡尺或千分尺测量齿条，获得齿条的齿顶高、齿根高、直径数据，利用公法线千分尺测量获得齿轮的公法线数据，并推算获取齿轮的变位系数；
7）利用齿轮检测仪的测针探测获得齿轮的齿顶圆和齿根圆直径数据；
（2）测量参数的校核：将步骤（1）测算获取的齿轮参数输入齿轮检测仪中，按照齿轮检测方法检测齿轮，确认参数的正确性；
（3）当步骤（2）中齿轮检测方法检测齿轮的参数不正确时，重复步骤（1）重新测算齿条、齿轮和壳体的参数，当参数正确时，执行步骤（4）；
（4）建模：根据测算数据，在SOLIDWORKS中的齿轮设计库里建立齿轮齿条三维数模，基于三维数模进行齿轮和齿条的干涉检查；
（5）试样和试验：干涉检查完毕后，根据测得的齿条、齿轮和壳体的参数进行样品制造，并装备制造的样品进行传动试验。
2.根据权利要求1所述的一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法，其特征在于：所述齿条的跨棒距利用卡尺或千分尺测量获得。
3.根据权利要求1所述的一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法，其特征在于：所述齿轮的变位系数利用步骤3）测算的法面压力角和步骤6）测得的公法线数据推算。
4.根据权利要求1所述的一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法，其特征在于：利用量棒测量齿条的螺旋角时，将量棒贴合在齿条齿面靠近齿条中线附近。
5.根据权利要求1所述的一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法，其特征在于：通过三坐标法测量其所述齿轮和齿条的啮合中心距及交错角时，将齿轮和齿条置于正确的啮合位置。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4773012A (en) * 1984-07-17 1988-09-20 Nissan Motor Co., Ltd. System for determining reference cornering behavior of wheeled vehicle
JP2012001070A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Nsk Ltd ラック軸とその製造方法及びラックピニオン式ステアリングギヤユニット
CN108984889A (zh) * 2018-07-06 2018-12-11 武汉理工大学 一种机械式变比转向器齿轮副齿条齿廓数字设计方法
CN111531639A (zh) * 2020-05-25 2020-08-14 南京工程学院 一种偏心轮驱动的齿轮齿条扭振台
CN112541224A (zh) * 2020-11-19 2021-03-23 湖北汽车工业学院 一种汽车典型零部件的逆向构建方法及系统
CN112541235A (zh) * 2020-12-04 2021-03-23 重庆大学 一种准双曲面齿轮副通用设计方法
CN113419488A (zh) * 2021-06-08 2021-09-21 湖北工业大学 一种非圆齿扇变变位修形过切消除方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8965743B2 (en) * 2010-10-06 2015-02-24 Nsk Ltd. Steering device design assisting apparatus and steering device design assisting method
CN107323520B (zh) * 2017-05-17 2019-05-31 湖北三环汽车方向机有限公司 一种循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副
CN111981951B (zh) * 2020-08-31 2021-11-02 重庆青山工业有限责任公司 一种测量渐开线圆柱齿轮的齿轮参数的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4773012A (en) * 1984-07-17 1988-09-20 Nissan Motor Co., Ltd. System for determining reference cornering behavior of wheeled vehicle
JP2012001070A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Nsk Ltd ラック軸とその製造方法及びラックピニオン式ステアリングギヤユニット
CN108984889A (zh) * 2018-07-06 2018-12-11 武汉理工大学 一种机械式变比转向器齿轮副齿条齿廓数字设计方法
CN111531639A (zh) * 2020-05-25 2020-08-14 南京工程学院 一种偏心轮驱动的齿轮齿条扭振台
CN112541224A (zh) * 2020-11-19 2021-03-23 湖北汽车工业学院 一种汽车典型零部件的逆向构建方法及系统
CN112541235A (zh) * 2020-12-04 2021-03-23 重庆大学 一种准双曲面齿轮副通用设计方法
CN113419488A (zh) * 2021-06-08 2021-09-21 湖北工业大学 一种非圆齿扇变变位修形过切消除方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Development of the Steering Gear Box for Electric Vehicles based on the Reverse Engineering;Sungsik Moon等;《IE Interfaces》;20120331;第25卷(第1期);全文 *
Modelling and simulation of rack-pinion steering systems with manufacturing errors for performance prediction;Davide Marano等;《ResearchGate》;20200925;全文 *
主减速器齿轮强度的有限元分析;刘挺;《江苏科技信息》;20171231(第34期);全文 *
基于 UG汽车转向器上护罩在逆向设计中的误差分析;赵天婵等;《机械研究与应用》;20080430;第21卷(第2期);全文 *
汽车转向器摇臂轴非圆齿扇的反求设计与加工;丁国龙等;《机械设计与制造》;20170731(第7期);全文 *

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