汽车变速器传动齿轮

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1、汽车变速器传动齿轮对角修形量计算方法研究郭枫，褚超美（上海理工大学机械工程学院，上海，200093）摘要：针对汽车变速器齿轮传动中的振动及噪声问题，从齿轮几何学角度出发，提出了斜齿轮副对角修形量的计算方法。根据齿轮啮合原理建立了斜齿轮副两啮合工作齿面满足任意瞬时连续相切接触条件的啮合方程，并将方程求解转化为两啮合齿面法向间距最小以及法向量偏差最小的优化问题，从而确定了对角修形量。同时，基于Masta仿真平台建立目标变速器的三维模型，并根据对角修形的参数对目标齿轮副的啮合性能进行仿真试验验证。仿真试验表明，变速箱主减速齿轮副对角修形后常用工况下的传

2、动误差明显降低，齿面载荷分布更加合理。关键词：汽车变速器；斜齿轮；对角修形；计算方法中图分类号：U463.212文献标识码：AResearchonComputationalMethodofBiasofGearsinAutomobileTransmissionGUOFeng,CHUChaomei(CollegeofMechanicalEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai,20093)Abstract:Aimingatharshandnoiseduringth

3、eprocessofgearinginautomobiletransmission,fromtheviewofgeargeometry,amethodtocomputevaluesofbiasofhelicalgearpairisproposed.Meshingequationsofdrivingsurfacessatisfyingtheconditionthatthegearpairisinstantaneouslyintangentcontactarebuiltbasedontheprincipleofgearmeshing.Theprobl

4、emofsolvingtheequationsistransformedtoanoptimizationproblemwhichistoguaranteetheminimumnormaldistancebetweenthemeshingflanksandminimumdeviationbetweenthenormalvectors.Thenthevaluesofbiasareachieved.Meanwhile,themodelofthetargettransmissionisbuiltwithMasta,andthecomputationisv

5、erifiedbyconductingthesimulationexperimentsbyusingMasta.Thesimulationexperimentssuggestthat,afterthegearpairismodifiedwithbias,thetransmissionerrorisreducedapparentlyandthedistributionofloadbecomesmorereasonableunderthecommonworkingconditions.Keywords:automobiletransmission;h

6、elicalgear;bias;computationalmethod8近年来，随着最高车速的不断提升，汽车变速器齿轮系统转速及载荷明显增加，已成为汽车变速器振动及噪声的主要影响因素。国内外理论研究及实践表明，齿轮修形是降低齿轮系统振动及噪声的有效措施[1]。齿轮的修形方法有多种，传统的齿向及齿形修形方式能够8很好地解决圆柱直齿轮的振动及噪声问题，并且修形量的计算方法已基本成熟。然而汽车变速器多以圆柱斜齿轮副来传递动力，由于斜齿轮的啮合线与轴线呈一定角度，传统的齿向及齿形修形方式将改变接触线上的载荷分布，增加了斜齿轮修形的难度。对角修形主要应用于

7、斜齿轮，修形量随接触线的推移而变化，而同一条接触线上的修形量基本上相同，最大修形量位于啮入或啮出的端部[2]。修形区域如图1所示，Δ为对角修形量。对角修形可运用径向剃齿或磨齿来实现[3]，其修形齿面与渐开线齿面沿接触线相切，且齿对间基本保持全长接触，对重合度影响较小[4]。因此，合理确定对角修形量对降低汽车变速器振动及噪声意义重大。图1斜齿轮对角修形区域示意图Fig.1Diagramofbiasaeraofhelicalgear由于对角修形方法的独特性，传统的齿向及齿形修形方法的有关计算公式无法直接应用于对角修形。王宪法、李华敏等以降低齿轮啮合刚

8、度波动为前提，讨论了窄斜齿轮对角修形区域的选择原则并提出了对角修形量的计算公式[4]。本文则从齿轮几何学角度出发，首先根据对角修形参数的