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汽车转向轴和水平摇臂轴这对空间交错轴间常采用锥面非圆齿扇齿条副实现非匀速传动,非圆齿扇每个端截面齿形和齿向参数都不相同(也称螺旋变厚齿),其齿面结构复杂,目前尚无成熟的三维建模方法,阻碍了该非圆齿扇齿条副的三维参数化设计的顺利开展,企业大多采用经验法或参数试凑法进行设计,产品开发周期长,成本高。为此,本文从非圆齿扇齿条副的啮合原理出发,研究非圆齿扇齿条的三维建模方法和三维模型截面轮廓坐标提取算法,基于SolidWorks开发非圆齿扇齿条副三维参数化设计软件,实现非圆齿扇三维参数化建模,为转向器摇臂轴有限元分析、三维测量以及企业信息化建设奠定了基础,主要的工作如下:研究两种不同传动比的非圆齿扇齿条副的几何运动过程,从非圆齿扇齿条副的啮合原理出发,针对不同传动比分析齿扇齿条副节曲线纯滚动规律;基于速度合成法分析了偏心状态下的非圆齿扇齿条副的瞬心轨迹,结果表明如果存在偏心,此时瞬心轨迹是不连续的,必然带来运动干涉。以上研究为非圆齿扇三维建模提供了理论依据。研究非圆齿扇三维建模方法。采用非圆齿扇齿条副节圆曲线滚动原理,基于SolidWorks平台,通过实体布尔运算建立非圆齿扇三维模型;研究通过SolidWorks获取不规则曲面或者不连续曲面坐标的提取方法。通过宏程序提取非圆齿扇齿廓,并将齿廓坐标保存到txt文本中,导入到MATLAB仿真程序用于三维齿面重构,通过双线性插值算法获取三维非圆齿扇齿廓任意点坐标。开发非圆齿扇齿条副三维参数化设计软件,研究SolidWorks软件二次开发技术。通过SolidWorks API接口使用VB语言编写参数化建模软件界面,采用SolidWorks三维实体布尔运算功能进行非圆齿扇的三维建模,开发出一套针对该企业所生产的汽车摇臂轴非圆齿扇三维参数化设计软件。分析非圆齿扇三维建模的精度,通过三维模型齿廓与理论计算齿廓对比,计算对应点齿厚误差小于0.00238mm;通过ANSYS Workbench软件对非圆齿扇进行有限元分析,该非圆齿扇最大应力值在允许范围内;研究非圆齿扇的检测方法,借助P26齿轮检测中心对非圆齿扇进行检测,最大齿形误差0.0465mm。结果表明,该三维参数化建模方法是可行的。