王　珍， 余金舫， 丁国龙

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)



基于MATLAB的摇臂轴非圆齿扇数控加工仿真

王珍， 余金舫， 丁国龙

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)

[摘要]汽车转向器摇臂轴非圆齿扇的加工存在一定难度和复杂性，传统上是利用三维建模软件直接模拟摇臂轴齿扇实际的加工过程，这种方法直观，且求解过程简单，但是所得齿面精度不高并且需要进行齿面重构。针对这些问题，提出一种加工仿真的方法，即通过MATLAB软件，对非圆齿轮(以余弦函数传动比模型为例)进行建模，根据齿轮齿条的啮合原理，分析齿扇插齿加工中各进给轴的相对运动关系，然后在MATLAB软件中模拟加工出齿扇。经验证，计算齿面和实际齿面的误差范围很小，证明该方法正确且精确。

[关键词]转向器； 摇臂轴； 非圆齿扇； MATLAB

商用汽车转向器摇臂轴齿扇齿条啮合的速比曲线从早期的分段直线变速(日本五十铃NKR、东风商用车、印度塔塔)发展到余弦曲线变速(日本NSK等)，甚至偏心齿扇(德国奔驰)，这种变化极大地改善汽车驾驶操控的平顺性，成为汽车转向器市场的新亮点，应用前景十分广阔。相比于摇臂轴齿扇齿条副变速比设计技术，变速比齿扇加工技术难度和复杂度越来越大，主要表现在两个方面为：一是余弦函数偏心齿扇加工需要三轴联动(一般是X、Y、C轴)，联动轴数增加；二是各进给轴的运动轨迹方程以及数控插补算法更为复杂，增加了专机数控系统开发难度。……