汽车转向器转向轴和摇臂轴之间一般采用一对非圆齿扇齿条副实现转向过程中的非匀速传动,目前企业对该非圆齿轮副啮合性能缺乏深入的理论分析,其设计制造大多采用经验和试凑的方法,使得产品开发周期长,效率低。为此,从非圆齿扇齿条副的啮合原理出发,研究其几何运动关系,分析重合度、啮合间隙和齿根强度等啮合性能参数对变速传动的影响规律,基于MATLAB开发参数化设计软件,为汽车转向器非圆齿轮的设计和制造提供理论和技术支撑。主要研究内容包括:研究包络法求解非圆齿扇齿廓的方法。根据包络原理,结合空间几何关系,推导出包络法求解齿廓方程。将其求解的齿廓,与利用啮合原理和空间几何关系推导的齿廓法线法方程求解的齿廓进行对比,验证该方法的正确性与准确性,探讨两种齿廓求解方法各自的特点。提出非圆齿扇啮合性能研究指标。从齿轮传动的失效形式入手,确定了重合度、齿侧间隙、公法线长度、齿根强度是在齿轮设计阶段需要考虑的性能指标,推导出该指标的计算公式。并研究了刀具圆角半径对齿根强度的影响,得到刀具圆角半径与齿根强度的变化规律,确定刀具圆角半径最佳取值范围。开发汽车摇臂轴非圆齿扇二维参数化设计软件。基于MATLAB的GUI(Graphical User Interface)功能,应用非圆齿扇齿条副几何运动原理,实现非圆齿轮副几何设计参数输入、大小端齿廓坐标计算、图形与仿真、齿侧间隙、公法线长度和重合度计算等主要功能,助力企业搭建非圆齿轮二维参数化设计平台,极大地方便企业设计人员。验证二维参数化设计软件齿廓坐标计算的正确性。针对插齿机实际加工的非圆齿扇,使用开发的非圆齿扇二维参数化设计软件仿真齿廓,利用克林贝格P26齿轮检测中心进行实验验证,显示误差均在合理范围内,验证了参数化软件计算齿廓坐标的正确性。