电动助力转向系统关键部件力学特性分析与研究

发布时间：2021-11-12 14:26

　　减速机构作为电动助力转向系统重要的组成部件,其结构设计的合理性决定了整个转向系统行驶的安全性,因此本文基于某车型RD-EPS,围绕其循环滚珠式减速机构总成进行分析,为EPS电机选型以及EPS中循环滚珠式减速机构总成的结构设计和强度设计提供参考依据。本文具体研究内容如下:（1）本文对RD-EPS及其循环球式减速机构总成的结构及工作原理进行分析,得出减速机构总成的螺纹结构会对地面传递到齿条轴的冲击力进行锁止,不会造成打手现象;（2）对某车型RD-EPS的转向传动系统建模,运用转向机构平面解析法推导出最大齿条力,为EPS电机的选型与匹配提供了指导;（3）结合汽车试验场采集的强化耐久工况中三种转向工况,分析了齿条力与齿条位移的关系,得出了最大齿条力出现在原地转向极限转角位置,并对原地转向工况下最大齿条力的理论分析结果与试验结果进行对比,验证了理论分析的准确性;（4）通过有限元法分析了临界载荷工况、最大冲击载荷工况下的最大接触应力和弹塑性变形量,并与理论结果进行了对比,证明了第一圈滚珠与齿条轴滚道接触处为整个循环滚珠式减速机构总成的薄弱环节;通过分析接触角、螺旋升角、滚珠直径、曲率比对减速机构总... 

【文章来源】：重庆理工大学重庆市

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本课题的主要研究内容
2 某车型RD-EPS概述
    2.1 某车型RD-EPS基本组成与工作原理
        2.1.1 结构组成
        2.1.2 工作原理
    2.2 循环滚珠式减速机构总成结构及工作原理
        2.2.1 结构特点
        2.2.2 工作原理
    2.3 循环滚珠式减速机构总成的相关参数分析
        2.3.1 主要结构参数分析
        2.3.2 减速机构总成实车参数
    2.4 本章小结
3 某车型RD-EPS齿条轴最大冲击力分析
    3.1 原地转向阻力矩数学模型分析
        3.1.1 轮胎静态转向力矩
        3.1.2 主销处重力回正力矩
    3.2 最大齿条力分析
        3.2.1 转向传动系统模型建立
        3.2.2 解析法求解内、外轮转角的关系
        3.2.3 齿条力数学模型建立
        3.2.4 原地转向工况齿条力分析
    3.3 试验结果对比分析
        3.3.1 转向工况选取
        3.3.2 原地怠速转向工况
        3.3.3 低速行驶转向工况
        3.3.4 复杂路况行驶转向工况
    3.4 本章小结
4 循环滚珠式减速机构总成接触特性研究
    4.1 接触特性数学模型分析
        4.1.1 Hertz弹性接触理论
        4.1.2 单个工作滚珠的受力分析
        4.1.3 滚珠与滚道接触变形量
        4.1.4 轴向变形量数值计算
    4.2 基于ABAQUS的接触特性有限元分析
        4.2.1 几何模型及有限元模型建立
        4.2.2 临界载荷工况下结果分析
        4.2.3 最大冲击载荷工况下结果分析
        4.2.4 有限元分析结果与理论结果对比
    4.3 结构设计参数对接触特性的影响
        4.3.1 接触角对接触特性的影响
        4.3.2 螺旋升角对接触特性的影响
        4.3.3 滚珠直径对接触特性的影响
        4.3.4 曲率比对接触特性的影响
    4.4 本章小结
5 循环滚珠式减速机构总成优化分析
    5.1 齿条轴极限承载能力分析
    5.2 结构参数优化分析
        5.2.1 设计变量及目标函数的确定
        5.2.2 确定约束条件
        5.2.3 Isight求解结果分析
    5.3 优化前后静力学分析
    5.4 基于nCodeDesign-Life的疲劳寿命分析
        5.4.1 载荷编制
        5.4.2 材料曲线及求解参数设置
        5.4.3 仿真结果讨论与分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3491094