修形參數(shù)對直齒錐齒輪性能影響的研究.pdf

1、直齒錐齒輪作為差速器上的重要零件，其工作性能好壞直接影響齒輪的傳動效率。由于精鍛成形技術(shù)在制造效率、節(jié)約材料和工時等方而具有突出優(yōu)勢，因而精鍛直齒錐齒輪廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對齒輪傳動質(zhì)暈要求也越來越高，尤其是在高速、重載傳動情況下對齒輪運(yùn)動準(zhǔn)確性、傳動平穩(wěn)性以及承載均勻性要求更加嚴(yán)格。雖然通過提高齒輪制造精度可以提高傳動的準(zhǔn)確性，但是輪齒的彈性變形仍然會使得齒輪副在嚙合時產(chǎn)生振動及噪聲。已有實(shí)踐和理論分析驗(yàn)證，合理

2、的齒形修形可以減少齒輪在嚙入、嚙出時的沖擊，改善載荷分布，降低振動和噪聲。修形技術(shù)能更好的滿足直齒錐齒輪向高速、重載、低噪方向發(fā)展的要求。
　　 直齒錐齒輪三維實(shí)體建模精度，影響齒輪后續(xù)的有限元分析仿真結(jié)果以及制造精度。由于直齒錐齒輪輪廓比較復(fù)雜，很多學(xué)者都是采用背錐原理進(jìn)行實(shí)體建模，這種方法不夠準(zhǔn)確。本文利用Matlab和SolidWorks相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)了球面漸開線直齒錐齒輪的三維造型，不僅提高了建模效率，也提高了建模精度

3、。為了研究修形參數(shù)對直齒錐齒輪性能影響，結(jié)合設(shè)計(jì)的修形參數(shù)，最終完成了適合仿真需要的修形直齒錐齒輪三維模型，為有限元模型的建立提供了一定的技術(shù)支持。
　　 用ANSYS/LS-DYNA有限元軟件對直齒錐齒輪進(jìn)行動態(tài)仿真分析。詳細(xì)介紹了直齒錐齒輪有限元接觸分析模型的建立過程，包括定義合理單元、網(wǎng)格劃分、邊界條件及載荷的加載。分析了直齒錐齒輪在傳動過程中存在變載荷情況下，修形參數(shù)對輪齒變形及受力影響的變化規(guī)律，并提取了直齒錐齒輪的軸

4、向加速度和角加速度兩個結(jié)果，分析修形參數(shù)對直齒錐齒輪動態(tài)響應(yīng)的影響。通過理論計(jì)算驗(yàn)證了有限元模擬分析結(jié)果的可信性。
　　 在實(shí)際工作過程中，直齒錐齒輪裝配誤差是難以避免的，其對齒輪工作性能影響也比較顯著。為了探究修形參數(shù)對有裝配誤差直齒錐齒輪工作性能的影響，本文利用LS-DYNA分析軟件對其進(jìn)行動力學(xué)接觸仿真分析，計(jì)算了錐齒輪副在不同軸交角偏差下輪齒應(yīng)力分布及變形，分析軸交角偏差與修形量大小匹配后對應(yīng)力、應(yīng)變的影響關(guān)系，所得仿真