1、近年來(lái)，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)迅猛發(fā)展，轉(zhuǎn)向器行業(yè)隨之快速發(fā)展起來(lái)。轉(zhuǎn)向器作為汽車(chē)的關(guān)鍵總成之一，對(duì)汽車(chē)的操作性能和行駛安全影響很大。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器因具有操作輕便、傳動(dòng)效率高的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)中大型商用汽車(chē)上，但是有時(shí)出現(xiàn)由于循環(huán)球轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向螺桿斷裂、鋼球磨損破碎而導(dǎo)致交通事故發(fā)生，所以，以磨損性能和疲勞性能為主要特征的循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的可靠性備受關(guān)注。
　　循環(huán)球動(dòng)力轉(zhuǎn)向器具有兩級(jí)傳動(dòng)副：轉(zhuǎn)向螺桿螺母副和螺母齒條齒扇副。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)循環(huán)

2、球轉(zhuǎn)向器的研究大都基于剛體動(dòng)力學(xué)方法和靜態(tài)線性有限元方法，并往往只針對(duì)齒條齒扇副進(jìn)行研究。這些研究的缺點(diǎn)一是沒(méi)有考慮轉(zhuǎn)向器兩級(jí)傳動(dòng)副之間的耦合，二是沒(méi)有考慮轉(zhuǎn)向器的動(dòng)態(tài)工作過(guò)程，特別是沒(méi)有涉及鋼球在螺桿和螺母中的滑動(dòng)和滾動(dòng)接觸磨損過(guò)程。采用顯式動(dòng)態(tài)有限元方法可以計(jì)算模擬轉(zhuǎn)向器兩級(jí)傳動(dòng)副協(xié)調(diào)工作的整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，但是，循環(huán)球動(dòng)力轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、各部件運(yùn)動(dòng)方式多、運(yùn)動(dòng)距離和運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，屬于時(shí)間歷程較長(zhǎng)的大位移、大轉(zhuǎn)動(dòng)、多接觸的非線性問(wèn)題；此外

3、，循環(huán)球轉(zhuǎn)向器最大和最小部件的尺寸大小差異超過(guò)30多倍，所以，有限元網(wǎng)格規(guī)模巨大，且受最小單元控制的計(jì)算步長(zhǎng)很小，需要用超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算求解。因此，迄今為止，尚未見(jiàn)到國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展循環(huán)球轉(zhuǎn)向器集成動(dòng)態(tài)有限元計(jì)算的報(bào)道。
　　本文針對(duì)常見(jiàn)的循環(huán)球轉(zhuǎn)向器，建立包括兩級(jí)傳動(dòng)副、轉(zhuǎn)向器外殼、轉(zhuǎn)向搖臂在內(nèi)的能夠反映轉(zhuǎn)向器真實(shí)工作狀態(tài)的完整循環(huán)球轉(zhuǎn)向器有限元模型，考慮各部件之間的連接、接觸，并以等效壓力的方式考慮液壓系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)向器結(jié)