CN116933428B - 一种汽车转向系统转向齿扇参数检验方法 - Google Patents

一种汽车转向系统转向齿扇参数检验方法 Download PDF

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CN116933428B CN202310938083.8A CN202310938083A CN116933428B CN 116933428 B CN116933428 B CN 116933428B CN 202310938083 A CN202310938083 A CN 202310938083A CN 116933428 B CN116933428 B CN 116933428B
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Abstract

本发明涉及循环球式方向机零件设计技术领域，提供一种汽车转向系统转向齿扇参数检验方法，包括：步骤1，进行齿扇齿条参数化建模，得到初步的齿扇齿条结构模型；步骤2，对初步的齿扇齿条结构模型，进行布尔减循环展成，形成齿扇齿廓形状；步骤3，对齿扇齿廓模型，进行参数校验。本发明能够模仿展成加工，节省调整齿扇参数后需要重新计算校验或试加工的时间，且快速直观的展示齿扇齿廓形状。

Description

一种汽车转向系统转向齿扇参数检验方法
技术领域
本发明涉及循环球式方向机零件设计技术领域，尤其涉及一种汽车转向系统转向齿扇参数检验方法。
背景技术
在转向系统的循环球式方向机结构中，齿条齿扇传动是关键传动副。为了调整传动副间装配和长期磨损的间隙，转向摇臂轴上的齿扇为变齿厚设计。为了转向操控的稳定性与灵敏性并存，很多整车厂选用变传动比形式。在匹配不同车型时，需要调整部分参数，并重新计算校验，如果参数不合格甚至需要多次重复计算校验，计算结果不直观且相对效率较低。又或者采用试加工的方法，按照预设参数进行齿扇插齿加工，观察加工成品的齿廓形状及尖点根切等情况。如果不合格再调整参数后重新加工，对于经验丰富的操作者，可能也需要多次试加工才合格，因此这种方法浪费原材料及加工时间。
发明内容
本发明主要解决现有技术的齿扇参数计算结果不直观且相对效率较低的技术问题，提出一种汽车转向系统转向齿扇参数检验方法，能够模仿展成加工，节省调整齿扇参数后需要重新计算校验或试加工的时间，且快速直观的展示齿扇齿廓形状。
本发明提供一种汽车转向系统转向齿扇参数检验方法，其特征在于，包括：
步骤1，进行齿扇齿条参数化建模，得到初步的齿扇齿条结构模型；
步骤2，对初步的齿扇齿条结构模型，进行布尔减循环展成，形成齿扇齿廓形状；
步骤3，对齿扇齿廓模型，进行参数校验。
进一步的，步骤1包括如下步骤101至步骤103：
步骤101，在模型中添加参数，为各零件参数化建模做准备；
步骤102，在上述参数基础上创建基准框架、齿扇几何体、齿条刀具几何体、啮合齿条几何体；
步骤103，创建“基本参数”自定义对话窗口，窗口中的文本框数值对应齿扇齿条的主要基本参数，将这些数值赋值给模型中创建的参数。
进一步的，步骤2由整体绝对增量法、分段绝对增量法或分段相对增量法实现。
进一步的，所述整体绝对增量法，包括如下步骤201a至步骤207a：
步骤201a，读取“加工仿真”自定义对话窗口中的齿扇齿条传动参数，用于布尔减循环的设置，并为循环变量i赋值-n2；
步骤202a，当满足循环变量i小于等于n2时，复制齿条刀具并对齿条刀具进行重命名；
步骤203a，负向移动“齿条刀具00”相应-s位移，位移以-s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算关系式，具体如下：
当齿条与齿扇为定比传动时，关系式为：
当齿条与齿扇为线性变比传动时，关系式为：
式中，b2＝(iPB-iPA)/2
当齿条与齿扇为余弦变比传动时，关系式为：
式中，b1＝(iPA+iPB)/2，b2＝(iPB-iPA)/2；
其中，为齿扇转角，Si为单位转角，i为循环变量，/>为起始角，/>为终止角，iPA为中间线角传动比，iPB为两侧线角传动比，变比转角范围从/>
式中，m-中位模数，zA-中位齿数，Ph-螺杆螺距，iwB-方向机两侧传动比；
步骤204a，顺时针向旋转“齿条刀具00”角度计算公式为/>旋转以/>值命名；
步骤205a，再将移动-s旋转得到的“齿条刀具00”几何体作为布尔减的被移除项从几何体齿扇中移除，布尔减以/>值命名并为布尔减得到的切割面随机设置颜色；
步骤206a，循环变量i＝i+1，重复步骤202a至205a，i从-n2到n2；从左向右重复布尔减循环直到循环变量i大于n2，完成整个齿廓；
步骤207a，隐藏“齿条刀具”。
进一步的，所述分段绝对增量法包括如下步骤201b至步骤212b：
步骤201b，读取“加工仿真”自定义对话窗口中的齿扇齿条传动参数，用于布尔减循环设置，并为循环变量i赋值n1；
步骤202b，当满足循环变量i小于等于n2时，复制齿条刀具并对齿条刀具进行重命；
步骤203b，进入中间向右侧布尔减循环体，正向移动“齿条刀具00”相应s位移，位移以s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算关系式，具体如下：
当齿条与齿扇为定比传动时，关系式为：
当齿条与齿扇为线性变比传动时，关系式为：
式中，b2＝(iPB-iPA)/2；
当齿条与齿扇为余弦变比传动时，关系式为：
式中，b1＝(iPA+iPB)/2；
其中，为齿扇转角，此时/>为正值，Si为单位转角，i为循环变量，/>为起始角，/>为终止角，iPA为中间线角传动比，iPB为两侧线角传动比，变比转角范围从/>
式中，m-中位模数，zA-中位齿数，Ph-螺杆螺距，iwB-方向机两侧传动比；
步骤204b，逆时针向旋转“齿条刀具00”角度，计算公式为旋转以/>值命名；
步骤205b，再将移动s旋转得到的“齿条刀具00”几何体作为布尔减的被移除项从几何体齿扇中移除，布尔减以/>值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色；
步骤206b，循环变量i＝i+1，重复步骤202b至205b，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成左侧齿廓；
步骤207b，进入中间向左侧布尔减循环体，当满足循环变量i小于等于n2时，复制齿条刀具并对齿条刀具进行重命名；
步骤208b，反向移动“齿条刀具00”相应-s位移，位移以-s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算关系式，传动类型是定比传动时依照公式(4)计算，线性变比时依照公式(5)计算，余弦变比时依照公式(6)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式；
步骤209b，顺时针向旋转“齿条刀具00”角度，计算公式为旋转以/>值命名；
步骤210b，再将移动-s旋转得到的“齿条刀具00”几何体作为布尔减的被移除项从几何体齿扇中移除，布尔减以/>值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色；
步骤211b，循环变量i＝i+1，重复步骤207b至209b，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成右侧齿廓；
步骤212b，隐藏“齿条刀具”。
进一步的，所述分段相对增量法包括如下步骤201c至步骤218c：
步骤201c，读取初步的齿扇齿条结构模型中的基本参数；
步骤202c，判断n1是否等于1，当n1＝1时，进入中间向右侧布尔减循环体，当n1≠1时，进入复位齿扇齿条到上次循环的位置；
步骤203c，当n1≠1时，复位齿扇齿条到右侧尺廓上次循环的位置，将齿扇旋转到齿条也移动相应的s位移，位移以s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，传动类型是定比传动时依照公式(4)计算，线性变比时依照公式(5)计算，余弦变比时依照公式(6)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式，然后为循环变量i赋值n1，再进入中间向右侧布尔减循环体；
步骤204c，当n1＝1时，为循环变量i赋值1，并直接进入中间向右侧布尔减循环体；
步骤205c，开始中间向右侧布尔减循环，当满足循环变量i小于等于n2时，顺时针旋转“齿扇”Si单位角度，旋转以值命名，计算公式为/>
步骤206c，正向移动“齿条刀具”相应S位移，位移以S值命名，其中S根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，具体如下：
当齿条与齿扇为定比传动时，关系式为：
当齿条与齿扇为线性变比传动时，关系式为：
式中，b2＝(iPB-iPA)/2；
当齿条与齿扇为余弦变比传动时，关系式为：
式中，b1＝(iPA+iPB)/2；
其中，为齿扇转角，此时/>为正值，Si为单位转角，i为循环变量，/>为起始角，/>为终止角，iPA为中间线角传动比，iPB为两侧线角传动比，变比转角范围从/>
式中，m-中位模数，zA-中位齿数，Ph-螺杆螺距，iwB-方向机两侧传动比；步骤207c，复制“齿条刀具”并对齿条刀具进行重命名；
步骤208c，再将复制的“齿条刀具00”几何体作为布尔减的被移除项从旋转Si得到的齿扇几何体中移除，布尔减以值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色；
步骤209c，循环变量i＝i+1，重复步骤205c至208c，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成右侧齿廓；
步骤210c，“齿扇”逆向旋转回位到中间位置，“齿条刀具”反向移动回中间位置；
步骤211c，当n1≠1时，复位齿扇齿条到左侧齿廓上次循环的位置，将齿扇旋转到齿条也移动相应的-s位移，位移以-s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，传动类型是定比传动时依照公式(4)计算，线性变比时依照公式(5)计算，余弦变比时依照公式(6)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式，-s即为反向移动；然后为循环变量i赋值n1，再进入中间向左侧布尔减循环体；
步骤212c，当n1＝1时，为循环变量i赋值1，并直接进入中间向左侧布尔减循环体；
步骤213c，开始中间向左侧布尔减循环，当满足循环变量i小于等于n2时，逆时针旋转“齿扇”-Si角度，旋转以值命名，计算公式为/>
步骤214c，反向移动“齿条刀具”相应-S位移，位移以-S值命名，其中S根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，传动类型是定比传动时依照公式(7)计算，线性变比时依照公式(8)计算，余弦变比时依照公式(9)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式，-S即为反向移动，此时φ为负值；
步骤215c，复制“齿条刀具”并对齿条刀具进行重命名。例如，重命名为“齿条刀具00”；
步骤216c，再将复制的“齿条刀具00”几何体作为布尔减的被移除项从旋转-Si得到的齿扇几何体中移除，布尔减以值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色；
步骤217c，循环变量i＝i+1，重复步骤213c至216c，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成左侧齿廓；
步骤218c，“齿扇”旋转回位到中间位置，“齿条刀具”正向移动回中间位置，隐藏“齿条刀具”。
进一步的，步骤3包括如下步骤301至步骤304：
步骤301，进行齿扇的齿顶宽检验；
步骤302，进行啮合齿条与齿扇的啮合线总长检验；
步骤303，进行相邻齿廓的偏载检验；
步骤304，进行齿条刀具的根切检验。
进一步的，在步骤301中，进行齿扇的齿顶宽检验，包括：测量齿扇的三个齿的齿顶弧长度，要求齿扇齿顶最窄弧长大于对应齿宽要求的最小值。
进一步的，在步骤302中，进行啮合齿条与齿扇的啮合线总长检验，包括：测量在啮合齿条与齿扇啮合过程中同时参入啮合的啮合线总长，要求前后齿啮合长度的和大于80％B。
进一步的，在步骤303中，进行相邻齿廓的偏载检验，包括：相邻齿廓均未啮合的宽度应小于30％B。
在步骤304中，进行齿条刀具的根切检验，包括：发生根切起沿齿扇轴向到小端面距离小于50％B。
本发明提供的一种汽车转向系统转向齿扇参数检验方法，首先进行齿扇齿条参数化建模，然后验证参数化模型逻辑是否正确，能否正确跟随参数随动等，如果不合格需要进行调整，合格后模型可以用于实现齿扇齿廓的布尔减循环。此处提供了三种实现方式，包括整体绝对增量法、分段绝对增量法、分段相对增量法。齿廓全部完成后用于参数校验，主要检验内容有啮合的连续性、齿顶宽检验、啮合长检验、偏载检验、根切检验。为了观察齿条齿扇的啮合状态，按照要求的转角，放置模型中啮合齿条相对于齿扇的位置，并且每次调整转角前要啮合齿条回位。本发明能够快速直观的展示齿扇齿廓形状，模仿展成加工方法，以齿条为刀具，对齿扇进行循环布尔减仿真模拟，能够节省调整齿扇参数后需要重新计算校验或试加工的时间。能够提取检测数据，分析齿条与齿扇传动的承载能力、连续性、稳定性、尖顶根切等情况。
附图说明
图1是汽车转向系统转向齿扇参数检验方法的实现流程图；
图2是齿扇齿条参数化模型的毛坯状态示意图；
图3是布尔减循环展成后齿扇齿廓模型示意图；
图4是展成方法一整体绝对增量法的实现流程图；
图5是展成方法二分段绝对增量法的实现流程图；
图6是展成方法三分段相对增量法的实现流程图；
图7是首页自定义对话窗口及齿扇齿条齿廓定义示意图；
图8是基本参数自定义对话窗口；
图9是加工仿真自定义对话窗口；
图10是参数校验自定义对话窗口。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
如图1所示，本发明实施例提供的汽车转向系统转向齿扇参数检验方法，包括以下步骤：
步骤1，进行齿扇齿条参数化建模，得到初步的齿扇齿条结构模型。
齿扇和齿条是汽车转向系统中循环球式方向机的主要零件，其中齿条与上一级螺杆螺母传动副的螺母为整体件。在建模过程中，首先创建主要参数，然后以几何体形式创建各零件，零件包括基础框架、齿扇、齿条刀具和啮合齿条。
步骤101，在模型中添加参数，为各零件参数化建模做准备。齿扇的主要参数有全齿数、中位模数、变位系数、顶高系数、齿形角、变位起始角、变位终止角、切削角、齿扇宽、偏心距、削顶径，齿条的主要参数有法向模数、齿条中位、顶高系数、齿形角等，其他啮合参数有螺杆螺距、中心距、传动类型、中间线角传动比、两侧线角传动比。
步骤102，在上述参数基础上创建基准框架、齿扇几何体、齿条刀具几何体、啮合齿条几何体。几何体中的一些尺寸、约束、参考或基准由上述参数公式计算得或形成限制关系。
基准框架(References)用于搭建固定的基准和参考，齿扇、齿条刀具、啮合齿条中也有类似的基准，但在展成齿扇过程中其他几何体位置会发生变化，而基准框架可以保持初始的位置状态。基准框架中包括齿条螺母轴线，齿扇轴线、中心距、齿条倾斜角(切削角)、偏心轴线(偏心距)，主要是受基本参数影响的基准点线面。
齿扇几何体在执行循环布尔减前是以毛坯的状态存在(见图2)，是仿真的被加工件，布尔减仿真完成后齿廓成形(见图3)。齿扇几何体中受基本参数影响的元素除了基准框架中基准点线面外，还有齿扇切削角、齿扇宽、中截面齿顶圆、削顶径等。
齿条刀具几何体就是仿真的模拟加工刀具，与啮合齿条区别时齿顶高等于啮合齿条齿顶高加顶隙，长度要考虑加工完整齿廓，需要增加左右极限各一个齿(考虑到齿扇最外齿廓虽然不啮合但要加工)。齿条刀具几何体中受基本参数影响的元素除了基准框架中基准点线面外，还有齿条刀具齿顶高、齿根高、齿距、齿槽宽、压力角、齿条中位距、齿条齿顶到螺母轴线距离等。
啮合齿条几何体即实际齿条零件，用来展示不同转角时齿条与齿扇的啮合状态，选择啮合齿条即移动又转动来表达某确定转角时齿条与齿扇的位置关系，用于观察其啮合状态。啮合齿条的齿顶等于齿条刀具的齿顶减去顶隙。啮合齿条几何体中受基本参数影响的元素除了基准框架中基准点线面外，还有啮合齿条齿顶高、齿根高、齿距、齿槽宽、压力角、齿条中位距、齿条齿顶到螺母轴线距离等。
步骤103，创建“基本参数”自定义对话窗口，窗口中的文本框数值对应齿扇齿条的主要基本参数，将这些数值赋值给模型中创建的参数。
自定义对话窗口(见图8)中的文本框参数包括中位模数、全齿数、(变位)起始角、(变位)终止角、齿形角、变位系数、齿条中位、中心距、切削角、螺杆螺距、齿扇宽、偏心距、顶高系数、削顶径，并计算出齿扇外圆直径，削顶径的范围，根据削顶径范围为削顶径赋值。通过功能按钮赋值给步骤101模型中创建的参数，并更新模型。
步骤2，对初步的齿扇齿条结构模型，进行布尔减循环展成，形成齿扇齿廓形状。
在进行布尔减循环前，要确定齿条与齿扇的传动方式和变比方式。传动方式包括定比传动和变比传动，变比传动具体分线性变比、余弦变比、非圆变比。实现变比传动可以标准齿扇匹配变形齿条，或者标准齿条匹配变形齿扇，或者齿条齿扇都变形，具体参照实际加工工艺和设备的加工能力。不同的传动类型和变比方式在布尔减循环中选用不同的计算公式。在进行布尔减循环前，要根据步骤1中选择的基本参数和传动比要求，计算齿条齿扇的中间位置传动比iPA和两侧位置传动比iPB，对应循环球方向机中间位置传动比iwA和两侧位置传动比iwB。一般整车厂提出方向机整体传动比变化范围，以中间位置传动比iwA为基本参数基准，调整两侧位置传动比iwB，调整变比范围。另外，还要设置循环的步距和循环次数来保证齿廓的完整和较高质量，可以一次性完成整个齿廓，也可以分段完成。为了完成上述准备工作，创建“加工仿真”自定义对话窗口(见图9)，主要包括齿条齿扇和方向机传动比的计算和输入(或调整)，变比方式的选择，循环次数和循环步距的设定，计算和刷新参数功能按钮，以及布尔减运算功能按钮，包括定比传动、余弦变比、线性变比、非圆变比。
步骤2具体过程可以由整体绝对增量法、分段绝对增量法或分段相对增量法实现：
如图4所示，整体绝对增量法包括如下步骤201a至步骤207a：
步骤201a，读取“加工仿真”自定义对话窗口中的齿扇齿条传动参数，用于布尔减循环的设置，并为循环变量i赋值-n2。
步骤202a，当满足循环变量i小于等于n2时，复制齿条刀具并对齿条刀具进行重命名。例如，重命名为“齿条刀具00”。
步骤203a，负向移动“齿条刀具00”相应-s位移，位移以-s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算关系式，具体如下：
当齿条与齿扇为定比传动时，关系式为：
当齿条与齿扇为线性变比传动时，关系式为：
式中，b2＝(iPB-iPA)/2
当齿条与齿扇为余弦变比传动时，关系式为：
式中，b1＝(iPA+iPB)/2，b2＝(iPB-iPA)/2。
非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式。
其中，为齿扇转角，Si为单位转角(循环步长)，i为循环变量，/>为(变位)起始角，/>为(变位)终止角，iPA为中间线角传动比，iPB为两侧线角传动比，变比转角范围从/>
式中，m-中位模数，zA-中位齿数，Ph-螺杆螺距，iwB-方向机两侧传动比。
步骤204a，顺时针向旋转“齿条刀具00”角度计算公式为/>旋转以/>值命名。
步骤205a，再将移动-s旋转得到的“齿条刀具00”几何体作为布尔减的被移除项从几何体齿扇中移除，布尔减以/>值命名并为布尔减得到的切割面随机设置颜色。
步骤206a，循环变量i＝i+1，重复步骤202a至205a，i从-n2到n2。从左向右(从齿扇小端看)重复布尔减循环直到循环变量i大于n2，完成整个齿廓。
步骤207a，隐藏“齿条刀具”。
此种方法每次循环中“齿条刀具00”从中间位置起移动和旋转，并且整个循环体从左向右完成整个齿廓，因此定义为整体绝对增量法。
如图5所示，分段绝对增量法包括如下步骤201b至步骤212b：
步骤201b，读取“加工仿真”自定义对话窗口中的齿扇齿条传动参数，用于布尔减循环设置，并为循环变量i赋值n1。
步骤202b，当满足循环变量i小于等于n2时，复制齿条刀具并对齿条刀具进行重命名。例如，重命名为“齿条刀具00”。
步骤203b，进入中间向右侧(从齿扇小端看)布尔减循环体，正向移动“齿条刀具00”相应s位移，位移以s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算关系式，具体如下：
当齿条与齿扇为定比传动时，关系式为：
当齿条与齿扇为线性变比传动时，关系式为：
式中，b2＝(iPB-iPA)/2；
当齿条与齿扇为余弦变比传动时，关系式为：
式中，b1＝(iPA+iPB)/2；
其中，为齿扇转角，此时/>为正值，Si为单位转角，i为循环变量，/>为起始角，/>为终止角，iPA为中间线角传动比，iPB为两侧线角传动比，变比转角范围从/>
式中，m-中位模数，zA-中位齿数，Ph-螺杆螺距，iwB-方向机两侧传动比；
非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式。
式中各参数的定义或计算公式同步骤203a中说明，此时为正值。
步骤204b，逆时针向旋转“齿条刀具00”角度，计算公式为旋转以/>值命名。
步骤205b，再将移动s旋转得到的“齿条刀具00”几何体作为布尔减的被移除项从几何体齿扇中移除，布尔减以/>值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色。
步骤206b，循环变量i＝i+1，重复步骤202b至205b，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成左侧齿廓。
步骤207b，进入中间向左侧(从齿扇小端看)布尔减循环体，当满足循环变量i小于等于n2时，复制齿条刀具并对齿条刀具进行重命名。例如，重命名为“齿条刀具00”。
步骤208b，反向移动“齿条刀具00”相应-s位移，位移以-s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算关系式，传动类型是定比传动时依照公式(4)计算，线性变比时依照公式(5)计算，余弦变比时依照公式(6)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式。-s即为反向移动，此处不在累述。
步骤209b，顺时针向旋转“齿条刀具00”角度，计算公式为旋转以/>值命名。
步骤210b，再将移动-s旋转得到的“齿条刀具00”几何体作为布尔减的被移除项从几何体齿扇中移除，布尔减以/>值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色。
步骤211b，循环变量i＝i+1，重复步骤207b至209b，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成右侧齿廓。
步骤212b，隐藏“齿条刀具”。
布尔减循环可以分成任意从n1到n2的循环段完成左右侧齿廓，一般情况下n1＝1，也可以不从1起，可以为小于n2的任意正整数。最后循环段的n2一般直到完成左侧齿廓或者右侧齿廓循环次数，参数不同时会有不同合适的数值。此种方法每次循环中“齿条刀具00”从中间位置起移动和旋转，整个循环体先完成左侧齿廓再完成右侧齿廓，因此定义为分段绝对增量法。
如图6所示，分段相对增量法包括如下步骤201c至步骤218c：
步骤201c，读取初步的齿扇齿条结构模型中的基本参数。
读取“加工仿真”自定义对话窗口中的齿扇齿条传动参数，用于布尔减循环的设置。
步骤202c，判断n1是否等于1，当n1＝1时，进入中间向右侧(从齿扇小端看)布尔减循环体，当n1≠1时，进入复位齿扇齿条到上次循环的位置。
步骤203c，当n1≠1时，复位齿扇齿条到右侧尺廓上次循环的位置，将齿扇旋转到齿条也移动相应的s位移，位移以s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，传动类型是定比传动时依照公式(4)计算，线性变比时依照公式(5)计算，余弦变比时依照公式(6)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式，然后为循环变量i赋值n1，再进入中间向右侧(从齿扇小端看)布尔减循环体。
步骤204c，当n1＝1时，为循环变量i赋值1，并直接进入中间向右侧(从齿扇小端看)布尔减循环体。
步骤205c，开始中间向右侧(从齿扇小端看)布尔减循环，当满足循环变量i小于等于n2时，顺时针旋转“齿扇”Si单位角度，旋转以值命名，计算公式为/>
步骤206c，正向移动“齿条刀具”相应S位移，位移以S值命名，其中S根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，具体如下：
当齿条与齿扇为定比传动时，关系式为：
当齿条与齿扇为线性变比传动时，关系式为：
式中，b2＝(iPB-iPA)/2；
当齿条与齿扇为余弦变比传动时，关系式为：
/>
式中，b1＝(iPA+iPB)/2；
其中，为齿扇转角，此时/>为正值，Si为单位转角，i为循环变量，/>为起始角，/>为终止角，iPA为中间线角传动比，iPB为两侧线角传动比，变比转角范围从/>
式中，m-中位模数，zA-中位齿数，Ph-螺杆螺距，iwB-方向机两侧传动比；
非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式。
此时齿扇转角为Si单位转角(循环步长)，式中各参数的定义或计算公式同步骤203a中说明，此时为正值。
步骤207c，复制“齿条刀具”并对齿条刀具进行重命名。
例如，重命名为“齿条刀具00”。
步骤208c，再将复制的“齿条刀具00”几何体作为布尔减的被移除项从旋转Si得到的齿扇几何体中移除，布尔减以值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色。
步骤209c，循环变量i＝i+1，重复步骤205c至208c，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成右侧齿廓。
步骤210c，“齿扇”逆向旋转回位到中间位置，“齿条刀具”反向移动回中间位置。
步骤211c，当n1≠1时，复位齿扇齿条到左侧齿廓上次循环的位置，将齿扇旋转到齿条也移动相应的-s位移，位移以-s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，传动类型是定比传动时依照公式(4)计算，线性变比时依照公式(5)计算，余弦变比时依照公式(6)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式，-s即为反向移动。然后为循环变量i赋值n1，再进入中间向左侧(从齿扇小端看)布尔减循环体。
步骤212c，当n1＝1时，为循环变量i赋值1，并直接进入中间向左侧(从齿扇小端看)布尔减循环体。
步骤213c，开始中间向左侧(从齿扇小端看)布尔减循环，当满足循环变量i小于等于n2时，逆时针旋转“齿扇”-Si角度，旋转以值命名，计算公式为/>
步骤214c，反向移动“齿条刀具”相应-S位移，位移以-S值命名，其中S根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，传动类型是定比传动时依照公式(7)计算，线性变比时依照公式(8)计算，余弦变比时依照公式(9)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式，-S即为反向移动，此时为负值。
步骤215c，复制“齿条刀具”并对齿条刀具进行重命名。例如，重命名为“齿条刀具00”。
步骤216c，再将复制的“齿条刀具00”几何体作为布尔减的被移除项从旋转-Si得到的齿扇几何体中移除，布尔减以值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色。
步骤217c，循环变量i＝i+1，重复步骤213c至216c，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成左侧齿廓。
步骤218c，“齿扇”旋转回位到中间位置，“齿条刀具”正向移动回中间位置，隐藏“齿条刀具”。
此种方法布尔减循环可以分成任意从n1到n2的循环段完成左右侧齿廓，一般情况下n1＝1，也可以不从1起，可以为小于n2的任意正整数。最后循环段的n2一般直到完成左侧齿廓或者右侧齿廓循环次数，参数不同时会有不同合适的数值。此种方法每次循环中“齿扇”旋转Si单位角度，“齿条刀具”从上次循环的位置起移动，整个循环体先完成左侧齿廓再完成右侧齿廓，因此定义为分段相对增量法。
在本发明中，以上三种展成方法均可实现，分段绝对增量法效果最好。从齿扇小端看，齿条刀具沿螺杆轴线右移为正，左移为负，齿条刀具或齿扇绕偏心轴线顺时针旋转为正，逆时针旋转为负。上述三种方法中，整体绝对增量法从左到右(从齿扇小端看)整体完成齿廓，分段绝对增量法和分段相对增量法都是从中间位置开始，先完成左侧齿廓(从齿扇小端看)，再回到中间位置，最后完成右侧齿廓(从齿扇小端看)。并且为了区分每次布尔减的切除齿廓面，每个切割面随机的设置颜色，颜色共0-255种，即使有重复也相隔很远。运行中可能出现更新诊断：“一个几何体未正确切割另一个几何体：无法计算分割”或者“无法切割突出显示的元素：检查其相切接触点”，选择“取消激活”处理。如果遇到“致命错误，无法保存，分配失败(******字节)，关闭无用的开启文档，保存工作，然后重新启动新会话。”说明内存不足，存储数据，退出程序。如果遇到其他问题退出本次循环，进入下一循环。
在步骤2中，形成了对应输入齿条齿扇参数的齿扇齿廓模型。
步骤3，对齿扇齿廓模型，进行参数校验。
布尔减循环展成齿扇齿廓完成后，齿扇从毛坯状态模拟加工为成品，进入参数校验。参数校验内容包括啮合连续性检验、齿顶宽检验、啮合长检验、偏载检验、根切检验中的一种或多种。
为清楚表述对齿扇各齿的齿廓编号G0-G9，齿条刀具对应齿廓编号T0-T9，并将定义示意图设置在首页自定义对话窗口(见图7)。仔细观察啮合的带状面，不管是定比传动还是变比传动齿扇的齿廓都以中间齿中线左右对称，即G0与G9、G1与G8、G2与G7、G3与G6、G4与G5齿廓形状对称相同。其中齿顶宽、啮合长、偏载和根切在参数校验前需要在模型中测量相关数据。仔细观察模型中齿条与齿扇啮合状态，齿扇的尖点、根切、变比修形等情况，测量对应的弧长、线长和距离等元素。
然后创建“参数检验”自定义对话窗口(如图10)，从模型中获取测量参数值，将测量参数名称与对话窗口中对应文本框名称统一如下：
齿顶宽检验(弧长)：G0G101、G0G102、G0G103，G2G301、G2G302、G2G303，G4G501、G4G502、G4G503；
啮合长检验(线长)：G101、G302，G301、G502，G501、G702，G701、G902；
偏载检验(距离)：G1G3、G3G5、G5G7、G7G9；
根切检验(距离)：G1G8、G2G7、G3G6、G4G5。
将模型中获取测量参数值分别与各检验项目中设定的标准参数比较分析，得出分项各检测结果。分析各分项检测结果，当各项结果都合格时，检验结果合格，此次检测的齿扇参数设置合理，整个测试结束。若有一个分项不合格结果就不合格，需要回到参数化模型中修改参数，重复上述操作。另外为了观察齿条齿扇的啮合状态，将啮合齿条移动相应位移和旋转相反的角度，展示啮合齿条与齿扇某确定转角位置时的啮合状态，注意每次调整转角前要啮合齿条回位。
具体实现各检验的过程包括步骤301至步骤305：
步骤301，进行齿扇的齿顶宽检验。
进行齿扇的齿顶宽检验，包括：测量齿扇的三个齿的齿顶弧长度(左右两侧齿对称相等)，要求齿扇齿顶最窄弧长大于对应齿宽要求的最小值。
布尔减循环后在模型中扇齿的齿顶弧可以直接测量。由于齿扇为变齿厚齿扇，削顶前大端齿顶最窄，削顶后齿顶最窄出现在削顶径与顶圆锥面相交的位置，即两端宽中间窄。对于变比齿扇以中间齿与两侧齿顶也都不同，测量侧齿G0G1、G2G3和中齿G4G5三个齿的弧长(左右两侧齿对称相等)，每个齿顶测量小端、中间削顶、大端的三处，需要测量弧长为：G0G101、G0G102、G0G103，G2G301、G2G302、G2G303，G4G501、G4G502、G4G503。
然后提取测量的齿顶弧长参数值到对话框对应文本框中，并检查齿顶宽是否满足下列弧长要求：
其中m为齿扇中位中齿模数。
步骤302，进行啮合齿条与齿扇的啮合线总长检验。
进行啮合齿条与齿扇的啮合线总长检验，包括：测量在啮合齿条与齿扇啮合过程中同时参入啮合的啮合线总长，要求前后齿啮合长度的和大于80％B(B为齿扇宽)。
主要关注单齿啮合-双齿啮合-单齿啮合的变化过程中前齿脱啮与后齿入啮交接处。受到齿顶高、切削角、削顶径、根切、变比修形等影响，即使啮合齿条与齿扇啮合连续，也可能引起啮合长度减小，以至于啮合长不足的情况。以齿条左行为例，G1脱啮G3入啮，G3脱啮G5入啮，G5脱啮G7入啮，G7脱啮G9入啮，选择啮合长最短的啮合带，测量前齿和后齿啮合长度参数值为：G101、G302，G301、G502，G501、G702，G701、G902。
然后提取测量啮合长度参数值到对话框对应文本框中，并分析是否满足啮合长度的和大于80％B要求。
步骤303，进行相邻齿廓的偏载检验。
进行相邻齿廓的偏载检验，包括：相邻齿廓均未啮合的宽度应小于30％B(B为齿扇宽)。
偏载是相邻齿廓的同一端均未啮合的情况，传递力只作用在齿扇宽度方向的一边，影响传动的平稳性，偏载可能出现在齿扇的小端处或大端处，小端未啮合由根切、变比修形或者齿顶高过小等原因引起，大端未啮合是由于顶高系数过小、变比修形或削顶径等原因。也以齿条左行为例，对相邻啮合齿G1-G3，G3-G5，G5-G7，G7-G9进行分析，观察各齿啮合状态，寻找沿齿扇轴向对相邻齿廓同时未啮合最长状态，测量未啮合起始点到同侧端面的距离，重命名测量参数为：G1G3、G3G5、G5G7、G7G9。
然后提取测量的未啮合距离参数值到对话框对应文本框中，并分析是否满足相邻齿廓均未啮合的宽度小于30％B(B为齿扇宽)。
步骤304，进行齿条刀具的根切检验。
进行齿条刀具的根切检验，包括：发生根切起沿齿扇轴向到小端面距离小于50％B(B为齿扇宽)。
齿条的齿顶与啮合线的交点超过被切齿扇的极限啮合点时，齿条刀具的齿顶将齿扇齿根的渐开线齿廓切去一部分，出现根切现象。根切很大的影响齿根强度。观察齿扇根切出现的位置一般在小端，齿扇齿廓左右对称，G1、G2、G3、G4的根切情况与G5、G6、G7、G8相同，G0、G9边缘齿不予考虑。只要观察G1、G2、G3、G4齿中是否出现根切，出现根切时测量根切的起始位置到小端面距离并命名为：G1G8、G2G7、G3G6、G4G5，没有根切不用测量，测量参数默认为0。
然后提取测量距离参数值到对话框对应文本框中，没有根切或没有对应名称的测量参数默认为0。并分析根切沿齿扇轴向到小端面距离是否小于50％B(B为齿扇宽)。变比修形会与根切出现在齿廓的相同位置，影响根切情况的判断，但是变比修形同样会切除啮合曲面，影响啮合强度，此处一并考虑。
步骤305，进行啮合齿条与齿扇的啮合连续性检验。
进行齿条与齿扇的啮合连续性检验，注意检验连续性要用“啮合齿条”与齿扇啮合状态来检验，观察啮合齿条与齿扇前齿脱啮与后齿入啮的交接过程中，是否存在断开啮合的情况。模型中布尔减操作保留的切割面成显示不同颜色的带状，近似齿廓曲面。同色的齿廓条就是齿条齿扇对应位置的接触线。齿条主动，齿扇从动，齿条推动侧的接触带为啮合带。啮合带是一条即单齿啮合，在相邻齿的同侧面有两条啮合带即双齿啮合。以齿条左行为例观察布尔减带状切割痕迹，注意切割线连续而啮合不一定连续，不连续点一般出现在前齿脱啮与后齿入啮的交接处，会受到齿数、齿顶高、切削角、削顶径、根切、变比修形等影响，这些都会在啮合带的状态直接显示出来。
为了更好的观察啮合齿条与齿扇的啮合状态，在模型中展示某确定转角时啮合齿条与齿扇的相对位置关系。以齿扇位置固定，移动和旋转啮合齿条的方法进行设置，具体包括如下步骤30501至步骤30505：
步骤30501，读取模型中的参数，包括“中间线角传动比”、“两侧线角传动比”、“传动类型”，然后读取“参数校验”对话框中啮合齿条位置转角A01。
步骤30502，啮合齿条沿螺杆轴线从中间位置起移动相应的距离-s1(为了与企业标准中统一，此处为负值)，并命名为“平移”，s1值的计算公式根据“传动类型”选定，定比传动时依照公式(1)计算，线性变比时依照公式(2)计算，余弦变比时依照公式(3)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式。
步骤30503，将啮合齿条绕“齿扇轴线”旋转A01转角，并命名为“旋转”，啮合齿条到位。
步骤30504，观察A01角度位置啮合齿条与齿扇的啮合状态。
步骤30505，在啮合齿条几何体中寻找“平移”特征并删除，在啮合齿条几何体中寻找“旋转”特征并删除，啮合齿条回到中间位置，以备下次重新定位时使用。
检验项目中啮合连续是传动的最基本要求，偏载严重影响传动的稳定性，齿顶宽检验齿顶强度，根切降低齿根强度，啮合长检验啮合强度。齿顶宽、啮合长和根切是降低齿扇的局部承载能力的重要因素，要同时满足这些要求才可以满足扇齿的参数校核。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种汽车转向系统转向齿扇参数检验方法，其特征在于，包括：
步骤1，进行齿扇齿条参数化建模，得到初步的齿扇齿条结构模型；
步骤2，对初步的齿扇齿条结构模型，进行布尔减循环展成，形成齿扇齿廓形状；
步骤3，对齿扇齿廓模型，进行参数校验；
步骤2由整体绝对增量法、分段绝对增量法或分段相对增量法实现；
所述整体绝对增量法，包括如下步骤201a至步骤207a：
步骤201a，读取“加工仿真”自定义对话窗口中的齿扇齿条传动参数，用于布尔减循环的设置，并为循环变量i赋值-n2；
步骤202a，当满足循环变量i小于等于n2时，复制齿条刀具并对齿条刀具进行重命名；
步骤203a，负向移动“齿条刀具”相应-s位移，位移以-s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算关系式，具体如下：
当齿条与齿扇为定比传动时，关系式为：
当齿条与齿扇为线性变比传动时，关系式为：
式中，b2＝(iPB-iPA)/2
当齿条与齿扇为余弦变比传动时，关系式为：
式中，b1＝(iPA+iPB)/2，b2＝(iPB-iPA)/2；
其中，为齿扇转角，Si为单位转角，i为循环变量，/>为起始角，/>为终止角，iPA为中间线角传动比，iPB为两侧线角传动比，变比转角范围从/>
式中，m-中位模数，zA-中位齿数，Ph-螺杆螺距，iwB-方向机两侧传动比；
步骤204a，顺时针向旋转“齿条刀具”角度计算公式为/>旋转以/>值命名；
步骤205a，再将移动-s旋转得到的“齿条刀具”几何体作为布尔减的被移除项从几何体齿扇中移除，布尔减以/>值命名并为布尔减得到的切割面随机设置颜色；
步骤206a，循环变量i＝i+1，重复步骤202a至205a，i从-n2到n2；从左向右重复布尔减循环直到循环变量i大于n2，完成整个齿廓；
步骤207a，隐藏“齿条刀具”；
所述分段绝对增量法包括如下步骤201b至步骤212b：
步骤201b，读取“加工仿真”自定义对话窗口中的齿扇齿条传动参数，用于布尔减循环设置，并为循环变量i赋值n1；
步骤202b，当满足循环变量i小于等于n2时，复制齿条刀具并对齿条刀具进行重命名；
步骤203b，进入中间向右侧布尔减循环体，正向移动“齿条刀具”相应s位移，位移以s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算关系式，具体如下：
当齿条与齿扇为定比传动时，关系式为：
当齿条与齿扇为线性变比传动时，关系式为：
式中，b2＝(iPB-iPA)/2；
当齿条与齿扇为余弦变比传动时，关系式为：
式中，b1＝(iPA+iPB)/2；
其中，为齿扇转角，此时/>为正值，Si为单位转角，i为循环变量，/>为起始角，/>为终止角，iPA为中间线角传动比，iPB为两侧线角传动比，变比转角范围从/>
式中，m-中位模数，zA-中位齿数，Ph-螺杆螺距，iwB-方向机两侧传动比；
步骤204b，逆时针向旋转“齿条刀具”角度，计算公式为旋转以/>值命名；
步骤205b，再将移动s旋转得到的“齿条刀具”几何体作为布尔减的被移除项从几何体齿扇中移除，布尔减以/>值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色；
步骤206b，循环变量i＝i+1，重复步骤202b至205b，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成左侧齿廓；
步骤207b，进入中间向左侧布尔减循环体，当满足循环变量i小于等于n2时，复制齿条刀具并对齿条刀具进行重命名；
步骤208b，反向移动“齿条刀具”相应-s位移，位移以-s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算关系式，传动类型是定比传动时依照公式(4)计算，线性变比时依照公式(5)计算，余弦变比时依照公式(6)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式；
步骤209b，顺时针向旋转“齿条刀具”角度，计算公式为旋转以/>值命名；
步骤210b，再将移动-s旋转得到的“齿条刀具”几何体作为布尔减的被移除项从几何体齿扇中移除，布尔减以/>值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色；
步骤211b，循环变量i＝i+1，重复步骤207b至209b，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成右侧齿廓；
步骤212b，隐藏“齿条刀具”；
所述分段相对增量法包括如下步骤201c至步骤218c：
步骤201c，读取初步的齿扇齿条结构模型中的基本参数；
步骤202c，判断n1是否等于1，当n1＝1时，进入中间向右侧布尔减循环体，当n1≠1时，进入复位齿扇齿条到上次循环的位置；
步骤203c，当n1≠1时，复位齿扇齿条到右侧尺廓上次循环的位置，将齿扇旋转到齿条也移动相应的s位移，位移以s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，传动类型是定比传动时依照公式(4)计算，线性变比时依照公式(5)计算，余弦变比时依照公式(6)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式，然后为循环变量i赋值n1，再进入中间向右侧布尔减循环体；
步骤204c，当n1＝1时，为循环变量i赋值1，并直接进入中间向右侧布尔减循环体；
步骤205c，开始中间向右侧布尔减循环，当满足循环变量i小于等于n2时，顺时针旋转“齿扇”Si单位角度，旋转以值命名，计算公式为/>
步骤206c，正向移动“齿条刀具”相应S位移，位移以S值命名，其中S根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，具体如下：
当齿条与齿扇为定比传动时，关系式为：
当齿条与齿扇为线性变比传动时，关系式为：
式中，b2＝(iPB-iPA)/2；
当齿条与齿扇为余弦变比传动时，关系式为：
式中，b1＝(iPA+iPB)/2；
其中，为齿扇转角，此时/>为正值，Si为单位转角，i为循环变量，/>为起始角，/>为终止角，iPA为中间线角传动比，iPB为两侧线角传动比，变比转角范围从/>
式中，m-中位模数，zA-中位齿数，Ph-螺杆螺距，iwB-方向机两侧传动比；步骤207c，复制“齿条刀具”并对齿条刀具进行重命名；
步骤208c，再将复制的“齿条刀具”几何体作为布尔减的被移除项从旋转Si得到的齿扇几何体中移除，布尔减以值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色；
步骤209c，循环变量i＝i+1，重复步骤205c至208c，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成右侧齿廓；
步骤210c，“齿扇”逆向旋转回位到中间位置，“齿条刀具”反向移动回中间位置；
步骤211c，当n1≠1时，复位齿扇齿条到左侧齿廓上次循环的位置，将齿扇旋转到齿条也移动相应的-s位移，位移以-s值命名，其中s根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，传动类型是定比传动时依照公式(4)计算，线性变比时依照公式(5)计算，余弦变比时依照公式(6)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式，-s即为反向移动；然后为循环变量i赋值n1，再进入中间向左侧布尔减循环体；
步骤212c，当n1＝1时，为循环变量i赋值1，并直接进入中间向左侧布尔减循环体；
步骤213c，开始中间向左侧布尔减循环，当满足循环变量i小于等于n2时，逆时针旋转“齿扇”-Si角度，旋转以值命名，计算公式为/>
步骤214c，反向移动“齿条刀具”相应-S位移，位移以-S值命名，其中S根据齿条与齿扇的传动方式选择不同的计算公式，传动类型是定比传动时依照公式(7)计算，线性变比时依照公式(8)计算，余弦变比时依照公式(9)计算，非圆变比参照相应的设计要求定义计算公式，-S即为反向移动，此时为负值；
步骤215c，复制“齿条刀具”并对齿条刀具进行重命名；重命名为“齿条刀具”；
步骤216c，再将复制的“齿条刀具”几何体作为布尔减的被移除项从旋转-Si得到的齿扇几何体中移除，布尔减以值命名，并为布尔减得到的切割面随机设置颜色；
步骤217c，循环变量i＝i+1，重复步骤213c至216c，i从n1到n2，当循环变量i大于n2跳出循环，完成左侧齿廓；
步骤218c，“齿扇”旋转回位到中间位置，“齿条刀具”正向移动回中间位置，隐藏“齿条刀具”。
2.根据权利要求1所述的汽车转向系统转向齿扇参数检验方法，其特征在于，步骤1包括如下步骤101至步骤103：
步骤101，在模型中添加参数，为各零件参数化建模做准备；
步骤102，在上述参数基础上创建基准框架、齿扇几何体、齿条刀具几何体、啮合齿条几何体；
步骤103，创建“基本参数”自定义对话窗口，窗口中的文本框数值对应齿扇齿条的主要基本参数，将这些数值赋值给模型中创建的参数。
3.根据权利要求1所述的汽车转向系统转向齿扇参数检验方法，其特征在于，步骤3包括如下步骤301至步骤304：
步骤301，进行齿扇的齿顶宽检验；
步骤302，进行啮合齿条与齿扇的啮合线总长检验；
步骤303，进行相邻齿廓的偏载检验；
步骤304，进行齿条刀具的根切检验。
4.根据权利要求3所述的汽车转向系统转向齿扇参数检验方法，其特征在于，在步骤301中，进行齿扇的齿顶宽检验，包括：测量齿扇的三个齿的齿顶弧长度，要求齿扇齿顶最窄弧长大于对应齿宽要求的最小值。
5.根据权利要求3所述的汽车转向系统转向齿扇参数检验方法，其特征在于，在步骤302中，进行啮合齿条与齿扇的啮合线总长检验，包括：测量在啮合齿条与齿扇啮合过程中同时参入啮合的啮合线总长，要求前后齿啮合长度的和大于80％B；B为齿扇宽。
6.根据权利要求3所述的汽车转向系统转向齿扇参数检验方法，其特征在于，在步骤303中，进行相邻齿廓的偏载检验，包括：相邻齿廓均未啮合的宽度应小于30％B；B为齿扇宽；
在步骤304中，进行齿条刀具的根切检验，包括：发生根切起沿齿扇轴向到小端面距离小于50％B。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1248931A (en) * 1968-09-26 1971-10-06 Koyo Seiko Company Ltd An improved steering gear of the circulating ball type
CN114473074A (zh) * 2022-01-26 2022-05-13 大连创新零部件制造公司 循环球式转向器偏心齿扇的传动比修正及展成加工方法
CN114611242A (zh) * 2022-03-14 2022-06-10 大连创新零部件制造公司 循环球转向器变比齿扇齿廓曲面的设计方法及检验方法
CN115169196A (zh) * 2022-07-27 2022-10-11 福州大学 一种基于曲线型啮合线的高承载圆柱齿轮设计方法
CN115270347A (zh) * 2022-08-05 2022-11-01 福州大学 一种考虑重合度的渐开线齿轮齿面修形设计方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1248931A (en) * 1968-09-26 1971-10-06 Koyo Seiko Company Ltd An improved steering gear of the circulating ball type
CN114473074A (zh) * 2022-01-26 2022-05-13 大连创新零部件制造公司 循环球式转向器偏心齿扇的传动比修正及展成加工方法
CN114611242A (zh) * 2022-03-14 2022-06-10 大连创新零部件制造公司 循环球转向器变比齿扇齿廓曲面的设计方法及检验方法
CN115169196A (zh) * 2022-07-27 2022-10-11 福州大学 一种基于曲线型啮合线的高承载圆柱齿轮设计方法
CN115270347A (zh) * 2022-08-05 2022-11-01 福州大学 一种考虑重合度的渐开线齿轮齿面修形设计方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘莹苹 ; 王庆涛 ; 杨忠德 ; 邢进鑫 ; 冷冶.基于CATIA有限元分析的工装优化设计.机械工程师.2022,(第012期),全文. *
基于CATIA有限元分析的工装优化设计;刘莹苹;王庆涛;杨忠德;邢进鑫;冷冶;机械工程师(第012期);全文 *

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