自动变速器分动箱啮合特性分析与修形

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1、自动变速器分动箱啮合特性分析与修形重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：周鑫指导教师：朱才朝教授专业：机械设计及理论学科门类：工学重庆大学机械工程学院二O一五年五月MeshingCharacteristicsAnalysisandModificationofAutomaticTransmissionTransferCaseAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByZhouXingSupervisedbyProf.Zh

2、uCaichaoSpecialty:MechanicalDesignandTheoryCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要课题来源于某大功率自动变速器配套项目某型分动箱产品研发，目的在于自主开发设计大功率自动变速器分动箱。分动箱是自动变速器的重要组成部分，是将变速器输出的动力分配到各驱动桥并起减速增扭作用的传动装置；同时分动箱也是多轴驱动传动系统中的关键部件，其质量和性能直接影响变速器传动性能和动力性能。分动箱是一种常年在高扭矩载荷作用下力学特性复杂的重载齿轮传动装置，

3、是多轴驱动传动系统中较为薄弱环节之一。目前，国内大部分分动箱生产商对其设计制造技术仍然处于消化吸收阶段，国产大功率分动箱故障率较高。因此，开展分动箱齿轮啮合特性分析及其修形研究，对提高分动箱自主设计开发能力、降低故障率以及推动大功率自动变速器分动箱国产化具有重要意义。论文主要研究内容如下：①总结国内外分动箱主要结构形式、传动特点以及传动原理；综述分动箱国内外发展趋势及其研究现状，并以某分动箱（两级平行轴+一级行星）为研究对象，基于Romax软件建立三维分析模型，进行虚拟装配和干涉检查。②总结齿轮齿廓修形和齿向修形基本原理，在分动箱建模的基础上，考虑分动箱齿轮啮合时系统综合变形，采用带齿端修薄

4、的鼓形螺旋角齿向修形及齿顶长曲线齿廓修形，建立分动箱齿轮修形模型，分析修形参数对分动箱啮合特性的影响。③采用有限元法，建立基于误差与承载耦合条件下分动箱修形齿轮有限元啮合模型，对其进行LTCA分析。研究安装、制造误差和外载荷对承载下齿面接触斑点、齿向齿形闪温分布、传动误差和啮合错位等的影响规律，对参数的敏感性进行评价。基于LTCA分析，对分动箱各齿轮副复合修形参数进行优化，对比分析各齿轮副修形前后啮合性能。④对比分析修形前后分动箱性能。在极限工况下，对分动箱关键零部件进行强度分析，分别得到分动箱箱体应力和变形云图、轴承和齿轮静强度；在额定工况下，校核分动箱传动系统各齿轮副接触疲劳强度、弯曲疲

5、劳强度以及各轴承疲劳寿命，验证复合修形参数的正确性。关键词：分动箱，啮合特性，齿轮修形，强度，寿命I英文摘要ABSTRACTTheresearchsubjectofthedissertationstemsfromsometypetransfercaseproductdevelopment,thesupportingprojectsofahigh-powerautomatictransmission,aimingatindependentlydevelopingdesignofahigh-powerautomatictransmissiontransfercase.Thetransfercas

6、eisanimportantpartofautomatictransmission，whichisthetransmissionequipmentmakingaroleindistributingautomatictransmissionoutputpowertoeachdriveaxle,deceleratingandincreasingtorsion.Also,itisakeycomponentforthemulti-axisdrivingtransmissionsystem,itsqualityandperformancedirectlyaffectthetransmissionand

7、dynamicperformanceofautomatictransmission.Itisaheavyloadgeartransmissionequipmentwithhightorqueloadunderworkingconditionofcomplexmechanicalproperties,isoneoftheweaknessesforthemulti-axisdrivingtransmissions