修形直齒錐齒輪嚙合動力學(xué)性能研究.pdf

1、漸開線直齒錐齒輪（行星齒輪和半軸齒輪）是汽車差速器的關(guān)鍵部件，其傳動動力學(xué)特性會直接影響差速器的工作穩(wěn)定性。由于各種誤差和齒形彈性變形的存在，齒輪系統(tǒng)傳動過程中的時變嚙合剛度、傳動誤差和輪齒間隙會引起內(nèi)部激勵；除了內(nèi)部激勵，原動機和負載也會引起外部激勵，這些激勵將會使系統(tǒng)出現(xiàn)振動、噪聲等。本文利用動力學(xué)仿真分析軟件，基于所建的數(shù)學(xué)模型，研究了齒形修形對漸開線直齒錐齒輪傳動動力學(xué)性能的影響，以達到減振降噪的目的。
　　齒形修形對齒輪

2、動力學(xué)性能的影響是齒輪系統(tǒng)動力學(xué)理論研究中最受關(guān)注的內(nèi)容。齒形修形是為了補償齒輪傳動中嚙合剛度的時變性、軸彎曲變形產(chǎn)生的齒輪偏載等，以獲得良好的接觸斑點、較小的傳動誤差，降低系統(tǒng)的振動和噪聲。修形后直齒錐齒輪的動力學(xué)性能是一個值得研究的問題，得出的理論可用以指導(dǎo)齒輪修形。
　　齒輪動力學(xué)仿真分析結(jié)果以及齒輪制造精度都會受到直齒錐齒輪三維實體模型精度的影響，有些學(xué)者基于背錐原理所建的模型不夠準確，存在一定的誤差。本文采用Matlab

3、與 SolidWorks兩種軟件完成了直齒錐齒輪的三維實體建模，不但確保了模型的精度，也提高了模型成型速度。另外，設(shè)計計算出了齒輪的修形參數(shù)，完成了后續(xù)仿真分析必要的修形直齒錐齒輪的實體建模，為研究修形后直齒錐齒輪的動力學(xué)性能提供了精確的三維錐齒輪模型。
　　完整的齒輪系統(tǒng)包含箱體、傳動軸、支承、齒輪等，它們會影響輪齒的激勵，另外輪齒本身的結(jié)構(gòu)和誤差也會對齒輪激勵產(chǎn)生影響。輪齒動態(tài)激勵將會使齒輪系統(tǒng)出現(xiàn)動態(tài)響應(yīng)，出現(xiàn)振動和沖擊，從

4、而影響傳動的穩(wěn)定性和準確性。因而，根據(jù)齒輪系統(tǒng)的實際工作狀況和所要達到的目的等，建立相應(yīng)的齒輪動力學(xué)分析模型，以得到準確的齒輪傳動的振動特性。本文以一對直齒圓錐齒輪為分析對象，建立了直齒圓錐齒輪的多自由度動力學(xué)模型，模型中考慮了錐齒輪嚙合時的扭轉(zhuǎn)振動和軸向振動，有助于進行后面的動力學(xué)仿真分析。
　　本課題組對漸開線直齒錐齒輪修形技術(shù)的研究已取得一些成果，并且提出了齒廓圓弧修形和齒向等距修形等修形方式，但是沒有系統(tǒng)的研究齒形修形對直

5、齒錐齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)性能的影響。因此，本文借助動力學(xué)分析軟件 Romaxdesigner，建立了修形前后直齒錐齒輪動力學(xué)仿真分析模型，設(shè)定具體的載荷工況，利用動力學(xué)仿真技術(shù)，分析了修形前、后直齒錐齒輪嚙合過程中的動力學(xué)性能、沖擊與振動等。經(jīng)過動力學(xué)仿真分析，結(jié)合直齒錐齒輪齒動力學(xué)理論，得到齒輪傳動過程中的動力學(xué)特性（固有特性、傳遞誤差、振動響應(yīng)），研究錐齒輪副實際傳動過程中的動力學(xué)特性。然后，對比修形前后錐齒輪傳動系統(tǒng)的振動性能，總