【正文】 模數(shù) m 2 齒數(shù) z 8 壓力角 ? 20 ? 齒頂高系數(shù) ?ah 1 頂隙系數(shù) c 表 1 齒輪主要設(shè)計參數(shù)安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 齒輪齒條參數(shù)的計算齒輪計算過程如下 ?????hana .??df ?齒條的計算過程如下 mha2*????cf 5..1??*ah為齒頂高系數(shù)（=1）。全齒高等于 。 A為使用系數(shù)， AK=。 .???KFaY為直齒輪的齒形系數(shù)，查取 FaY=； Sa為直齒輪的應力校正系數(shù)，為； ?為螺旋角影響系數(shù)，為 ； ?為斷面重合度，為 ； b為齒寬，b=40m。安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 按齒面接觸疲勞強度校核 ??HEatHZubdKF???????11 (215)式中 Z為區(qū)域系數(shù)，設(shè)計時取 H=； 為彈性影響系數(shù)，設(shè)計時取，E=188； ??H為齒面接觸允許硬度， ??=650～700MPa。Pro/ENGINEER 版，是 PTC 公司相對較新的版本，相對于老版，增添了不少的功能。選擇零件、實體，重新命名為 fangxiangpan，取消【使用缺省模板】 ，點擊確定。接著定義對話框中的軌跡，軌跡為半徑為 380mm 的圓，如圖 32，圖 33；截面為 35mm的圓，都完成之后，點擊確定。圖 31 掃描對話框 安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 32 軌跡 圖 33 截面圖 34 方向盤圓盤(3)點擊【草繪】 ，在 top 面內(nèi)進行草繪，完成這一步之后，進行內(nèi)部造型規(guī)劃。這樣，就完成了內(nèi)部線條的規(guī)劃，如圖 35。(5)點擊【插入】 ，選擇下拉菜單中的【混合曲面掃面】 ，進入界面后，按住 ctrl 鍵，選擇橫向的兩條線，右擊鼠標，選擇【第二方向曲線】 ，再按住 ctrl 鍵，選擇縱向的兩條線，點擊【確定】 。(6)選著兩個曲面，點擊合【合并】 ，并且可以修建掉多余的部分，無法用合并去掉的部分，就使用【修建】去除多余部分。(7)點擊編輯，選擇下拉菜單中的【實體化】 ，將整個曲面變成一個實體。并添加必要的軸，為裝配做準備。安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 圖 37 方向盤效果圖 齒輪齒條模型建立的過程 小齒輪的建立過程1. 新建文件(1)依次執(zhí)行【文件】|【新建】菜單命令，或者單擊【文件】工具欄上的【創(chuàng)建新對象】按鈕，打開【新建】對話框。(3)在打開的【新文件選項】對話框中單擊選取“mmns_part_solid”選項，單擊【確定】按鈕，進入零件環(huán)境。(2)單擊【參數(shù)】對話框中的【添加新參數(shù)】按鈕 ，輸入?yún)?shù)名稱“z” ，保持缺省的“實數(shù)”類型不變，將“值”設(shè)置為 8，在“說明”列的文本框中輸入?yún)?shù)的注釋“齒數(shù)” 。(4)單擊【參數(shù)】對話框中的【添加新參數(shù)】按鈕 ，輸入?yún)?shù)名稱“ha” ， 保持缺省的“實數(shù)”類型不變，將“值”設(shè)置為 1，在“說明”列的文本框中國輸入?yún)?shù)的注釋“齒頂高系數(shù)” 。(6)單擊【參數(shù)】對話框中的【確定】按鈕，關(guān)閉【參數(shù)】對話框。(2)單擊【查找范圍】選項組中左側(cè)的下拉列表框，單擊選取下拉列表中的【零件】選項。 (3)在【關(guān)系】文本框中輸入下面的關(guān)系式，按“Enter”鍵換行。(1)依次執(zhí)行【插入】|【模型基準】|【草繪】菜單命令，或者單擊【基準】工具欄上的【草繪工具】按鈕 ，打開【草繪】對話框。保持對話框匯總的其它缺省設(shè)置不變，單擊【草繪】按鈕，進入草繪環(huán)境。(4)依次執(zhí)行【工具】|【關(guān)系】菜單命令，打開【關(guān)系】對話框。(5)單擊【確定】按鈕，結(jié)束基準草繪圖元的繪制。(2)在菜單管理器中依次執(zhí)行【從方程】 、 【完成】菜單命令，打開【選取】對話框和【曲線：從方程】對話框。r=db/2theta=t*55x=r*cos(theta)+sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)r*cos(theta)*theta*pi/180z=0(4)在記事本中依次執(zhí)行【文件】|【保存】菜單命令，保存輸入的漸開線方程。(5)單擊【曲線：從方程】對話框中的【預覽】按鈕，預覽創(chuàng)建的基準曲線特征。(1)依次執(zhí)行【插入】|【拉伸】菜單命，激活拉伸操控板。(3)以齒頂圓為輪廓，拉伸一個圓柱，圓柱的度為齒輪的齒寬 b。以創(chuàng)建的漸開線和分度圓為基準。接著以點 PNT0 和軸 A_1 創(chuàng)建面 DTM1。(5)將漸開線以 DTM2 為鏡面，鏡像。以齒根圓和和兩條對稱的漸開線以及齒頂圓組成的封閉圖形。(1)在工作窗口或者模型樹種單擊選中創(chuàng)建的齒槽特征，依次執(zhí)行【編輯】|【陣列】菜單命令，激活陣列控制面板。(3)單擊控制板中的【選取項目】列表框，在工作哦窗口中單擊選取旋轉(zhuǎn)特征的中心軸線 A_1 軸。單擊完成。(2)創(chuàng)建油槽。圖 39 小齒輪效果圖安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 齒條的創(chuàng)建1. 新建文件，進入編輯界面。選擇 Top 面，創(chuàng)建一個直徑 38mm 的圓，點擊 。3. 依次執(zhí)行【插入】|【拉伸】菜單命，激活拉伸操控板。點擊確定后，選擇去除材料。4. 依次執(zhí)行【插入】|【拉伸】菜單命，激活拉伸操控板。點擊確定后，選擇去除材料。5. 單擊基準欄中的 ,激活陣列控制板。點擊 ，即完成了齒條的創(chuàng)建。圖 310 齒條效果圖 動力缸的建立。創(chuàng)建拉伸，以 Top 面為基面，拉伸一個截面為 35mm 圓，長 250mm，選擇去除材料。在缸體表面創(chuàng)建一個邊長為 1mm 的正方形，長為 250mm，選擇實體。單擊基準欄中的 ，激活陣列控制板選擇“軸” ，將陣列數(shù)目設(shè)置為 6，陣列角度設(shè)置為 60，點擊確定。最后進行倒圓角，進行工藝修繕。安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 311 動力缸效果圖312 部分零件圖安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 轉(zhuǎn)向器的裝配過程 （1）依次執(zhí)行【文件】|【新建】菜單命令，或者單擊【文件】工具欄上的【創(chuàng)建新對象】按鈕，打開【新建】對話框。（3）在打開的【新文件選項】對話框中單擊選取“mmns_asm_design”選項，單擊【確定】按鈕，進入組件環(huán)境。缸體作為其它零件的基準，其它零件添加時，都以缸體作為基準來設(shè)定各自的位置。(2)依次執(zhí)行【插入】|【原件】|【裝配】 ，選擇缸套，打開控制板，因為缸套相對于缸體是不動的，所以選擇【剛性】 、 【配對】 、 【重合】 ，點擊【放置】 ，選擇 ，選擇缸體的端面 F5 和套筒的端面 F5；再點擊【新建集】 ，選擇缸體曲面 F6 和套筒曲面 F6，選擇 ，點擊確定。(4)依次執(zhí)行【插入】|【原件】|【裝配】,選擇閥芯，閥芯相對于小齒輪是靜止的，故以剛性與小齒輪相配合。(6)依次執(zhí)行【插入】|【原件】|【裝配】,選擇齒條，打開控制板，齒條與閥體是滑動配對，故選擇滑動桿 ，點擊【放置】 ，點擊【軸對齊】 ，選擇齒條的中心軸 A_閥體 A_1；點擊【旋轉(zhuǎn)】 ，選擇齒條的齒端面 F閥體底座側(cè)面 F5。這一步，特別要注意需要將齒輪的分度圓與齒條的分度線進行相切，這一步關(guān)于裝配體導入 ADMAS 軟件建立齒輪副，所以顯得尤其重要。整體效果如圖 313。ADAMS 已經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。ADAMS 軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學理論中的拉格朗日方程方法，建立系統(tǒng)動力學方程，對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS 一方面是虛擬樣機分析的應用軟件，用戶可以運用該軟件非常方便地對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析。ADAMS 軟件由基本模塊、擴展模塊、接口模塊、專業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱 5 類模塊組成。Adams 是全球運用最為廣泛的機械系統(tǒng)仿真軟件，用戶可以利用 Adams 在計算機上建立和測試虛擬樣機，實現(xiàn)事實再現(xiàn)仿真，了解復雜機械系統(tǒng)設(shè)計的運動性能。這可以幫助在車輛研發(fā)過程中節(jié)省時間、降低費用和風險，提升新車設(shè)計的品質(zhì)。多學科的價值在于大大地拓廣了數(shù)字分析的能力，MSC 的 MD 技術(shù)是優(yōu)化的涵蓋跨學科/多學科的集成，可以充分利用現(xiàn)有的高性能計算技術(shù)解決大量大規(guī)模的問題。 三維模型的導入過程和定義約束 模型的導入由于版本的限制，Pro/E 建立的模型不能直接導入 ADAMS,因此需要一步中間操作，進行格式的轉(zhuǎn)換。（2） 打開 ADAMS 軟件的 View 模塊，進入此模塊頁面。（3） 點擊【File】 ，選擇【import】 。命名模型名稱為 yu，再點擊 OK，轉(zhuǎn)向器的裝配圖即導入了ADAMS，進入后，點擊【View】下的【Refresh】 ，轉(zhuǎn)向器的模型即可顯現(xiàn)，見下圖：圖 41 文件導入對話框圖 42 整體效果圖（4）通過點擊工具箱中 按鈕，將其變?yōu)閷嶓w輪廓，然后通過 按鈕（或左鍵+R）旋轉(zhuǎn)，右擊整體圖中不同的 Part 分別進行拼音重命名，這樣便于約束定義。在零部件之間添加運動副，沒有相對運動的零件之間運用布爾運算鏈接在一起。安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 （2）對轉(zhuǎn)向上軸和轉(zhuǎn)向柱管添加旋轉(zhuǎn)副，點擊 ，選擇 2 Bod1 Loc 及 Pick Feature，選擇實體，先點擊方向盤，再點擊轉(zhuǎn)向柱管，中心選擇方向盤的旋轉(zhuǎn)中心，方向沿轉(zhuǎn)向柱外殼軸線方向。（3）將轉(zhuǎn)向器的液壓缸的三個部分，PARTPARTPART4 運用布爾求和，使上訴三個部分連接成為一個整體。同樣的方法，完成后，得到 PART4。雙擊 按鈕（單擊為胡克副） ，選擇 2 Bod1 Loc 及 Pick Feature，選擇實體，單擊上軸 U 型節(jié)，再單擊下軸的 U 型節(jié)，方向分別正確選取沿十字軸的軸線方向。（5）在下臂和齒輪間施加圓柱副。則圓柱副 3 被建立。選擇 2 Bod1 Loc 及 Pick Featur，然后選擇小齒輪和轉(zhuǎn)向器缸體。（7）在齒條和轉(zhuǎn)向器缸體之間建立移動副。（8）在小齒輪和齒條之間建立齒輪副。共速點重命名為 Marker_CV。單擊 OK，則齒輪副 6 建立。這時候，可以選擇使用布爾運算。若方向不對，可以通過右擊該副選擇 Modify，在彈出的對話框中點擊 按鈕，系統(tǒng)又彈出一低昂對話框，在旋轉(zhuǎn)角度中改寫 90 度，選擇x、y、z 軸中的正確一軸，調(diào)整球副 7，使其副軸線沿齒條中軸線。轉(zhuǎn)向柱銷和大地之間施加固定副 8。（11）在轉(zhuǎn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向橫拉桿之間建立轉(zhuǎn)動副 13，選擇 2 Bod1 Loc 及 Pick Feature，選擇實體，先選擇球頭副套，在選擇橫拉桿，中心選擇球頭副套中心，方向選擇軸方向，則球副 13 完成。到這里，所有的運動副添加情況就結(jié)束了。這樣，虛擬樣機才能按照預先設(shè)定好的規(guī)則運行。點擊按鈕，將其施加在旋轉(zhuǎn)副 1 上，則旋轉(zhuǎn)運動副 Motion1 建立，右擊選擇 Modify，在 Function 中改變函數(shù)，改為通過 540d * sin(pi/3*time)，該函數(shù)表示方向盤從中間往一個方向轉(zhuǎn) 圈，角速度為(pi/3)rad/ ，仿真的結(jié)束時間設(shè)置為6s，步調(diào)設(shè)置為 400，通過點擊 開始按鈕，ADAMS 軟件將對虛擬樣機自動進行運動仿真。點擊 按鈕，分別在齒條的同一位置建立2個Marker點，一個建立在大地上，一個建立齒條上，定義為點Ⅰ及點Ⅱ，用來測量齒條位移。具體做法如下：點擊工具欄中Design Exploration下拉菜單中measure，選擇PointtoPoint即 ，進入對話框后，特性欄選擇位移，Component欄選擇Global z，點擊高級設(shè)置，其中將測量名稱改為chitiao_Displacement，To Point選擇點Ⅰ，F(xiàn)rom Point 選擇點Ⅱ，位移選擇Z 方向，點擊OK按鈕，則得到如下圖所示。其中將測量名稱改為Steeling_Angle點依次填入點Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，再點擊OK，仿真時可得到車輪的轉(zhuǎn)角圖像,見下圖，如圖45。然后進行了總體的設(shè)計計算，并根據(jù)實際模型確定設(shè)計尺寸，接著進行零件模型的建立，然后是零件模型的裝配，最后將裝配好的三維模型導入 ADAMS 進行運動仿真分析，最后編寫畢業(yè)論文。在最短的時間內(nèi)回憶了以前學過的相關(guān)課程，同時不斷增加了新的知識和方法。同時也學會了查閱資料的方法。最后整合專業(yè)知識，結(jié)合各類資料，初步形成了畢業(yè)設(shè)計的思路。系統(tǒng)地把握了設(shè)計任務(wù)和充分認識相關(guān)技術(shù)后，設(shè)計方法、設(shè)計流程是這一階段的重點。汽車轉(zhuǎn)向器總體設(shè)計遵循需求分析，概要設(shè)計、詳細設(shè)計這一程序，從結(jié)構(gòu)布局，再到具體零件尺寸的設(shè)計都依照前一階段的流程模型和機械設(shè)計準則。本課題的進一步進展，應該加強一下幾個方面的深入研究：（1）從運動仿真分析的結(jié)果來看，可對齒輪齒條進一步進行優(yōu)化設(shè)計，以求獲取更高的執(zhí)行效率、更小的輸入力矩，可以提高轉(zhuǎn)向器的穩(wěn)定性能和操控性能。（3）此款轉(zhuǎn)向器運用的是直齒圓柱齒輪和直齒條相配合而成的，也可考慮使用斜齒輪，以增加其穩(wěn)定性和傳遞效率。只能是概念性的反應其設(shè)計和運動流程。安徽工程大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 致謝轉(zhuǎn)眼間，大學四年已經(jīng)過去，畢業(yè)在即。感謝母校在這四年中為我們提供一切學習生活條件，使我們得到了良好的培養(yǎng)，成為了能為社會做出貢獻的有為青年。本