用romax软件进行齿轮强度分析报告及齿形优化流程.doc

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1、用romax软件进行齿轮强度分析及齿形优化流程（吕浚潮）目录1.建立流程目的2.用romax软件建模过程3.强度分析过程4.齿轮优化过程4.1齿向优化4.2齿廓优化5.结论1.建立流程目的用romax软件对齿轮及轴进行建模，首先进行强度分析。由于轴、轴承、齿轮的变形及受载，必然导致轮齿变形及及错位，减小单位啮合长度的最大载荷及传递误差（减小啮合噪声），对轮齿进行齿向及齿形修形，这样可以有效减小啮合线单位长度上的载荷，减小载荷突变，可减小啮合噪声。2.用romax软件建模过程本部分简要地阐述了用romax软件

2、建立换挡机构的过程，按先后顺序建立轴、轴承、齿轮，然后装配到一起，最后设置边界条件，建立分析工况。具体过程如下：(1)通过菜单栏的components按钮增加一个组（addNewassemble/component），弹出图2所示对话框。图2.1为模型增加一个部件(2)首先增加一个轴组件，如图2.2，单击ok按钮。图2.2增加一个轴组件(3)建立轴各段的截面形式、直径和长度，如图2.3。设置轴各段的长度、截面直径、圆锥方向图2.3建立轴各段的直径、长度及截面形式(4)当建完轴后，点击增加轴承按钮，打开轴承增

3、加页面，选择符合要求的轴承。增加轴承按钮选择轴承界面图2.4增加轴承界面(5)指定轴承安装在轴上的位置，如图2.5。设定轴承在轴上位置图2.5设置轴承位置截面(6)按上述方法，把换挡机构的主轴、副轴全部建完。然后按图2.1，增加一个齿轮部件，如图2.6。增加一个齿轮部件图2.6(7)继第6步，出现齿轮参数选择界面，如图2.7，选择齿轮类型（直齿或斜齿），螺旋角，螺旋方向，模数，主动齿轮或被动齿轮，压力角等参数。设置齿轮的模数、压力角、直(斜)齿、主被动形式图2.7齿轮参数选择界面(8)单击next，进入齿轮

4、参数设置页面，设定齿轮的齿宽、变位系数、齿顶高系数、齿根高系数、齿顶倒角、齿根倒角、跨齿数等参数。设置齿轮齿形参数图2.8设定齿轮参数(9)把建好的齿轮安装到轴上，选定齿轮在轴上的装配位置。选择转配齿轮和确定装配位置图2.9设定齿轮(10)按以上步骤，把所有齿轮都装配到轴上，最后确定各轴之间的相对位置，如图2.10.确定轴的位置及方向图2.10轴间相对位置的确定(11)在轴上施加载荷，建立边界条件。确定载荷大小及位置图2.11设置边界条件(12)通过以上步骤，模型已建完，左后是设置不同档的分析工况，如图12

5、至此，换档机构可以全部建立，模型如图2.12设置每个工况下的载荷建立工况图2.12建立工况，设置载荷1.齿轮强度分析(1)本文为了分析简单，只对3档齿轮进行分析。分析界面如图3.1，轮齿弯曲应力、接触应力如表3.1.齿轮强度分析图3.1轴的强度、刚度分析表3.1CG1623档齿轮强度分析结果齿轮弯曲强度MPa弯曲强度极限MPa弯曲安全系数K接触强度MPa接触强度极限MPa接触安全系数K3档主动齿轮439.15001.131394140013档从动齿轮454.71.11339.721.041.齿形优化过程(1

6、)齿向修形。由于轴、轴承、齿轮的弹性变形导致齿轮啮合偏斜，从而使齿轮在齿向方向上承载载荷不均匀。先按图4.1所示进入传递误差分析界面，继而进入图4.2所示，按图中步骤进行操作。未修行前齿轮的齿向载荷分布、谐次响应、传递误差分别如图4.3~图4.5。传递误差分析图4.1传递误差分析③查看齿轮的啮合特性①②图4.2齿轮啮合特性分析界面图4.3齿轮单位啮合长度的载荷分布图4.4齿轮谐次响应(2.15um)图4.5齿轮传递误差(13.9-7.24=6.66um）由图4.3可以看出，3档齿轮载荷在齿向分布上存在严重的

7、分布不均，因此有必要对齿向进行修形。按图4.6进入轮齿优化界面（如图4.7）。几何优化进入界面图4.6。轮齿优化进入界面③设置齿向优化量②齿向优化按钮①双击需优化齿轮侧图4.7齿向优化步骤经过不断地尝试，得到最佳的修形量及优化结果如图4.8~图4.9。图4.8最佳修形量为5.3u图4.9齿向修形后的载荷分布(2)齿廓修形。由图4.9所示，齿轮在双齿啮合与单齿啮合的载荷突变十分明显。为了减小这个突变，对轮齿进行齿廓修形，按图4.10进入齿廓修形界面。修形量设置齿形优化按钮图4.10齿形修形界面经过不断尝试，得

8、到最佳修形量为9um(如图4.11)，修形后轮齿载荷分布、谐响应及传递误差分别如图4.12~图4.14。图4.11最佳齿形修形量为9u，鼓形修形图4.12修形后载荷分布图图4.13修形后的递误差（20.13-15.68=4.45）图4.14修形后的谐响应5.结论(1)由表3.1齿轮分析结果可知，在总体上，齿轮的弯曲应力、接触应力都在允许围之，属于合格。(2)由图4.3、图4.5可知，齿轮的齿向载荷分布严重分配不均