齿面微观几何分析技术在齿轮优化设计中的应用.pdf

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1、第9期机械设计与制造2012年9月MachineryDesign&Manufacture69文章编号：1001—3997(20i2)09—0069—03齿面微观几何分析技术在齿轮优化设计中的应用术张福龙吴训成(上海工程技术大学汽车工程学院，上海201620)ApplicationofTO0lhMicro-GeometryAnalysisTechnologytOGearOptimizationDesignZHANGFu—long．WUXun-cheng(CollegeofAutomotiveEngineering，Shanghai

2、UniversityofEngineeringScience，Shanghai201620，China)．【摘要】在纵置变速器中，常啮合齿轮副可靠性的高低对于变速器整体性能水平有很大的影响。针对某汽车纵置变速器常啮合齿轮失效故障进行分析，根据分析结果，运用RomaxDesigner软件中的齿面微观几何分析技术对该齿轮副进行优化设计。对齿轮副进行齿面微观优化修形，并对优化修形前后齿面载荷分布均匀性、齿面接触和齿根弯曲强度安全系数等参数进行对比。对比结果表明，通过优化修形可以使齿面载荷分布更加均匀，提高齿面接触和齿根弯曲强度，进而达

3、到增加齿轮寿命的目的。关键词：齿轮失效；齿面微观几何分析；优化设计；齿轮强度【Abstract】Thereliabilityofapairofconstantmeshgearsinthelongitudinaltransmissionhasagreateffectuponoveralllevelofthetransmissionperfarmance．Accordingtotheanalyticresultofapairofcon—stantmeshgearsfailureinavehiclelongitudinaltransm

4、ission，andbyusingtoothmicro-geometryanalysistechnologyinRomaxDesignerSOfiware，theparam~tersofgearareoptimize&Theoptimummicro—modifca—tionofgeartoothprofileispe咖rmedandthedistributionoffaceload,safetyfactorsforsurfacedurabilityandbendingstrengthbeforeand，theoptim~atio

5、nofprofilemodificationarecompared．Theresultsshowthatthroughoptimizationoftoothprofilemodi~cation，thefaceloadsharingisbetter，thesurfacedurabilityandbendingstrengthareimproved．Theaimafprolonginggearlifeisachieved．KeyWords：GearFailure；ToothMicro--GeometryAnalysis；Optimi

6、zationDesign；LoadCapacityofGear中图分类号：TH16；TH123+．3文献标识码：A载荷分布、轮齿强度等情况，进而设计出最优化的修形参数。1前言在汽车变速器的开发过程中，当齿轮的宏观几何参数，如：2齿轮失效故障分析齿数、模数、压力角、螺旋角等确定后，其微观几何参数的设计便某汽车变速器在工作过程中，起初各档均出现明显的“哗啦显得尤为重要。这是因为，齿轮在工作过程中，随着转速升高或负哗啦”异响噪声，随着行驶里程的增加，异响噪声逐渐增大，最后载加大，轮齿的热变形或机械变形明显增大，齿轮及其支撑系统仅四档(

7、直接档)可以正常使用，其它各档位均出现挂不上档，即的变形也会增大，再加上安装制造误差，因此理论上等价于两个动力传输中断的现象。将变速器分解检查，发现常啮合齿轮副出节圆作纯滚动的渐开线齿轮传动，也不可避免地会出现啮入、啮现了轮齿折断的现象，其它各档齿轮f青况正常。常啮合小齿轮和出冲击，载荷突变，速度波动，以及由不同振型、频率组成的各阶常啮合大齿轮在靠近齿宽中线上侧的部位发生了轮齿局部倾斜振动，从而降低传动精度，缩短使用寿命，降低承载能力，增大振折断的故障，如图1所示。这种故障是齿轮传动失效形式中最危动噪声I】1。特别是对那些运用逆

8、向工程开发的变速器产品，如果通险的失效形式之一，它不仅会使齿轮传动完全失效，而且掉下来过修改齿轮宏观几何参数的方式来改善上述情况，不仅可靠性难的齿块往往会导致其它零部件的损坏，以致发生更大的事故[21。以保证，其修改刀具、增加设备所造成的资金投入，对企业来说也是