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龙图腾网获悉豫北转向系统(新乡)有限公司申请的专利一种转向器壳体强度仿真方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115455658B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210997061.4，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种转向器壳体强度仿真方法是由李喜全设计研发完成，并于2022-08-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种转向器壳体强度仿真方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种转向器壳体强度仿真方法，具体涉及齿轮齿条啮合分解力技术领域，包括下列步骤：首先对汽车内部构造零件转向器壳体，采用二阶单元进行网格有限元划分；然后在壳体与球轴承、滚针轴承、调整体接触面建立耦合单元，将耦合单元上齿轮、齿条、上轴承及下轴承涉及到的啮合力进行第一次分解处理；本发明采用两次分解力仿真法，依据齿轮齿条工作原理将齿轮齿条啮合力分解，然后根据啮合点到上、下轴承的距离将分力进行二次分解，然后在安装座套及支撑套接触面采用分布耦合技术，在安装座套建立spring单元，提高对转向器壳体强度仿真校验的速度，达到了精确仿真转向器壳体强度的效果。

本发明授权一种转向器壳体强度仿真方法在权利要求书中公布了：1.一种转向器壳体强度仿真方法，其特征在于：包括下列步骤： S1、首先对汽车内部构造零件转向器壳体，采用二阶单元进行网格有限元划分； S2、然后在壳体与球轴承、滚针轴承、调整体接触面建立耦合单元KINEMATICCOUPLING，在安装座套、支撑套处建立分布耦合单元DistributingCoupling，将耦合单元上齿轮、齿条、上轴承及下轴承涉及到的啮合力进行第一次分解处理； 所述耦合单元KINEMATICCOUPLING是指运动学耦合，用于刚体和柔体混合的换向器壳体进行有限元建模，通过分析安装座套与球轴承、滚针轴承之间的运动学耦合关系，推导出单元强度相对于壳体强度的转换矩阵； 所述第一次分解处理，包括：首先采用力学公式，圆周力的公式为，其中Ft随着半径变化而变化；径向力的公式为，其中αn为法面压力角；轴向力的公式为，其中β为分度圆螺旋角；法向力的公式为，其中Fn为啮合点处啮合法向力，然后根据齿轮传递的功率，计算出主动齿轮的转矩T=9.55×106P，代入公式Ft=2T1d1计算出齿轮上的圆周力分量，最后再分别代入相应公式计算径向力Fr、轴向力Fa和法向力Fn，此时计算过程为齿轮啮合法向力Fn的一次分解； S3、在每个安装座套耦合处建立三个spring单元连接大地，其中两个spring单元方向为安装座套径向方向且相互垂直，其中，刚度大小为安装座套径向刚度的，第三个spring单元方向为安装座套轴向方向，其中，刚度大小为安装座套轴向刚度； S4、根据啮合点到上、下轴承的距离，以及拉杆组件工作时与齿条轴线的夹角关系将分力进行二次分解处理； 所述二次分解处理，包括：结合转向器壳体上端装配球轴承，下端装配无轴向约束的滚针轴承，中部装配调整体，首先对第一次力的分解获得的径向力Fr、圆周力Ft及法向力Fn进行再分解，然后采用力学计算公式，上端轴承的径向力公式,其中Fr为第一次力分解的径向力；上端轴承的圆周力公式，其中Ft为第一次力分解的圆周力；下端轴承的径向力公式，其中Fr为第一次力分解的径向力；下端轴承的圆周力公式，其中Ft为第一次力分解的圆周力；调整螺塞力的公式，其中Ft为第一次力分解的圆周力；调整体径向力的公式，其中为齿条倾角，最后代入公式计算分别获得上端轴承承受的径向力Frl、圆周力Ft1、轴向力Fa；下端轴承承受的径向力Fr2、圆周力Ft2；中部调整体承受的调整螺塞力F6、调整体径向力F7的值，同时由于拉杆组件工作时与齿条轴线具有夹角，并且齿条会收到拉杆组件的反作用力，从而通过支撑套作用于壳体，记支撑套径向力为F8,带入支撑套径向力公式为，其中Fn为法向力； S5、最后通过仿真对转向器壳体的强度进行校验，具体是在球轴承处施加分解的载荷径向力Frl、圆周力Ft1、轴向力Fa；滚针轴承处施加分解的载荷径向力Fr2、圆周力Ft2；调整体处施加分解的调整螺塞力F6、调整体径向力F7、支撑套处施加径向力F8。

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