用romax軟件進(jìn)行齒輪強(qiáng)度分析及齒形優(yōu)化流程解讀

1、用romax軟件進(jìn)行齒輪強(qiáng)度分析及齒形優(yōu)化流程（呂浚潮）目錄1 .建立流程目的2 .用romax軟件建模過程3 .強(qiáng)度分析過程4 .齒輪優(yōu)化過程4.1 齒向優(yōu)化4.2 齒廓優(yōu)化5 .結(jié)論1 .建立流程目的用romax軟件對齒輪及軸進(jìn)行建模，首先進(jìn)行強(qiáng)度分析。由于軸、軸承、齒 輪的變形及受載，必然導(dǎo)致輪齒變形及及錯位，減小單位嚙合長度的最大載荷及 傳遞誤差（減小嚙合噪聲），對輪齒進(jìn)行齒向及齒形修形，這樣可以有效減小嚙 合線單位長度上的載荷，減小載荷突變，可減小嚙合噪聲。2 .用romax軟件建模過程本部分簡要地闡述了用romax軟件建立換擋機(jī)構(gòu)的過程，按先后順序建立 軸、軸承、齒輪，然后裝配到一

2、起，最后設(shè)置邊界條件，建立分析工況。具體過 程如下： 通過菜單欄的 components按鈕增加一個組 （add Newassemble/component,彈出圖2所示對話框。瞪 £ileG： ljiunchaDroaaxexe, ssd - RmasDesdEneir RI 2, 3. 0 - CG162 (Desipi)properties; fieparts ew PreferenceE Window HelpAdd. Hew AsEmbl7/Cohpciinent.Edit.ataWfrW 啊 典 如必 Tarksheel. 一 .日 Root ASSE Import Co

3、mponents.Syn?hrQTiiz«r5 & Clutch”MdUfit Shift Sh&flli ffli ftizfidu Assembly TuzhoiiJK zhuzhou Assembly zhuzhou圖2.1為模型增加一個部件（2）首先增加一個軸組件，如圖2.2,單擊ok按鈕。PariVI bw pacts AssemblvO ComponentGearbos AssefinblyaShaft As-semHyPlanetary Shaft As®mNySlHirte-Ef- Crarpcrienl: AssembyDetaried H

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5、 in tfierc g *1加帆OKCiancd回圖2.2增加一個軸組件(3)建立軸各段的截面形式、直徑和長度，如圖 2.3itaHu.aE«. xblJ. - RuBuDvxiiiM e R 12. 1L D - | iJiuxhmi EhnkL1jt Ciiiuxlui«9 in C<eii Uns -, d1 Li X, H , IS田 并 奇- IS厘i 早X圖2.3建立軸各段的直徑、長度及截面形式(4)當(dāng)建完軸后，點擊增加軸承按鈕，打開軸承增加頁面，選擇符合要求的軸 承?！本使?K- -t ." H H" H" n"

6、 p p p R R R黑舞鷺EEKKEM怦* 出省方 *±/:lTE”；2. 陽儂通嫩媾四m如mm如:M如HnHn 曾$ 加再押L9如 333zulH!als 煙盟器器器器篙然 喉彘UU1?琳相KHUU1Z蛇氧hMMTiQ i： irfcramx， bhM M bwrivrccrMd >1Moum.Crtdfcf rVT-MiBI eTik*pUpMMtf4> VC Ea? M&wA rx4ni 中 h> -miTnFfcfire。rtrva i c Jdm hwi t中 HImmEE收 giBTUJdHWKTH- UT«1選擇軸承界面圖2.4增

7、加軸承界面卜二事(5)指定軸承安裝在軸上的位置，如圖 2.5。I 一 p'ij m t中11r- tF*Lrivkim i，, J. g -If-'iiwi!uelw«J_iv tr*' 'raJ i* H /4。一缶二目-d s不if-ommEl 圭L&lLUHLid聲2.1,增加一圖2.5設(shè)置軸承位置截面(6)按上述方法，把換擋機(jī)構(gòu)的主軸、副軸全部建完。然后按圖 個齒輪部件，如圖2.6。ewiMnslW 圖C Cowvnmi:St由 AsatrtirPmw取1出小場時*Rcct上制gv崢FJm part wfl h»-3M-

8、71;d by rod，cuUy , ltAmji 哂aj hrM iWhad j tarbsn 匕*. tn MtfhcjM it wd bniaindlri thin by畫I 11 - I增加一個齒輪部件Htm hnAcnMW中母P*Hf：<PwriXXL命 751MB m -才wlwudi圖2.6(7)繼第6步，出現(xiàn)齒輪參數(shù)選擇界面，如圖 2.7,選擇齒輪類型(直齒或斜齒)，螺旋角，螺旋方向，模數(shù)，主動齒輪或被動齒輪，壓力角等參數(shù)。CCI 62設(shè)置齒輪的模數(shù)、壓力角、直 (斜)齒、主被動形式圖2.7齒輪參數(shù)選擇界面(8)單擊next,進(jìn)入齒輪參數(shù)設(shè)置頁面，設(shè)定齒輪的齒寬、變位系數(shù)

9、、齒頂系數(shù)、齒根高系數(shù)、齒頂?shù)菇?、齒根倒角、跨齒數(shù)等參數(shù)。lEFtJ % H產(chǎn)由喘三閹喇2i ； W出中階 04»e附 Qlfl* CCfl<Twrtm 0網(wǎng)可Q G餐的陽/叫B M# OwibDY L圖2.8設(shè)定齒輪參數(shù)(9)把建好的齒輪安裝到軸上，選定齒輪在軸上的裝配位置| rQTjiiBEJh-iDkiBaiisViKr-rad - Lin>uJarL(Mrlatnxh«u Arinablr Ixhnxhnal_in CnifbaE Ij&*3 . Ifefc a M |Rem Xnd 酊1dliy ty$ pvawflM.回a* g-1-lMlE

10、MjOM.v:LIXKInn選擇轉(zhuǎn)配齒輪和確定裝配位置*TlhWi#M4$r.JAH的hMMTTH寸 diiK'wn.bmrfuril*M q UTChr *nJjri *« GcTGpawrrtryIdd >tiiE *jw«>|!=laM rtrtc'(10)按以上步驟,如圖2.10.圖2.9設(shè)定齒輪把所有齒輪都裝配到軸上，最后確定各軸之間的相對位置,圖2.10軸間相對位置的確定(11)在軸上施加載荷，建立邊界條件。II MfaGlMml* . | AfMwiniduri4 2|&wnkf|虎AascaLlj | uaial unE

11、-StiiiE'C j in G caa bH, J j圖2.11設(shè)置邊界條件(12)通過以上步驟，模型已建完，左后是設(shè)置不同檔的分析工況，如圖 12至此，換檔機(jī)構(gòu)可以全部建立，模型如圖2.12J) J加爾坨回口|Md 正置搬”UMdCBSt?道*d ea 24 rm Iwd L-Ht 占設(shè)置每個工況下的載荷0-w 3 Ibn ikjbi* cyd«tvty “dn imJi:0Aiinj- | | E& IC-15 0ME*Jt rpAPHndiiv ri:Tnu二一;i«遍而I-IW1HPai AitiaK%.L.5 kud LM圖2.12建立工況，設(shè)置

12、載荷3.齒輪強(qiáng)度分析(1)本文為了分析簡單, 彎曲應(yīng)力、接觸應(yīng)力如表只對 3檔齒輪進(jìn)行分析。分析界面如圖3.1,輪齒3.1.%vj unuh.BulSuH.n.uK L<52. anaiL - XuauBraiiKacE KI.2.IC ehi bn. I CCvac Lux I J占 till E<bL C,F4Mal Er”用口此近Aailjn itJipv Lt f iar EritarH'QZii Vivkv 曲IpH：¥ I>e1.匚UTiMl fn.Via»cv4i|>PC 汕 Fixr”laj Effx0m£K itf

13、rd 3£回15 14ta1 E-F"srfi» CfEra*. EEs All C_E由 CF4oul.卡| Oft|慶EJ i：4稗冷1,1界|制小同£ 11.1:y F1BKfcmdyEK Skd'tCiii.Yin L*l'j1lc ! ia(a齒輪強(qiáng)度分析Sfn*dr-Mi cwr> * CliRdrnWgcicMuur k ClxticbG«drb« u2. ITLiaitirjr _Ttkuhtei u. Err«rCMdc Gfiu-fe-w UtHiv-y.Cri/lc Gwsrkd*

14、 IkLapuCludl 物！IflTPl<(3T.£,lb LKkt ciuitrhiud t4Ei tLctancGdtft-« lfu*i-= A4crahiLsE.Iwif 凡/歲日 P.tfi Fh*q。fl Emt Prmitr圖3.1軸的強(qiáng)度、剛度分析表3.1CG1623檔齒輪強(qiáng)度分析結(jié)果齒輪彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度彎曲安全接觸強(qiáng)度接觸強(qiáng)度接觸安全MPa極PM MPa系數(shù)KMPa極限MPa系數(shù)K3檔主動齒輪439.15001.131394140013檔從動齒輪454.71.11339.721.044.齒形優(yōu)化過程(1)齒向修形。由于軸、軸承、齒輪的彈性變形導(dǎo)致齒

15、輪嚙合偏斜，從而使齒輪在齒向方向上承載載荷不均勻。先按圖 4.1所示進(jìn)入傳遞誤差分析界面，繼 而進(jìn)入圖4.2所示，按圖中步驟進(jìn)行操作。未修行前齒輪的齒向載荷分布、諧次 響應(yīng)、傳遞誤差分別如圖4.3圖4.5。圖4.1傳遞誤差分析flf fleps;LL WICUl?KiWlOHi trFOTHfT 104 CtFti 3?riEtlWI r40naf««rwlrY XItj iumhiHuVKuB-K>-h.L：£ L52. wad. - KuH-uDraiiEFratarnozsi "nndm 事階J W /(3 W 個C-E玉1岡加:二hMlPx

16、skHili . EvrccnvitiHCUDOnPWtWM I印4W-HerUiRbujIi Gjarnesh Rw3->(Alwd3gwfrHetfiFhmg | Run IEMof>-Sw gwi r«fii ht |_2 geck 唯陶I：n*w vAta T gtfy 叫t-; Dstc<w±ig出石IH sTr-W? ”E圖4.2齒輪嚙合特性分析界面1_啊。Mr Piniivn 3 luvlh I. WhvHl 3 igifa IRbace Distance (mm)Face 口溝附向Srt% g Lf,|MFE圖4.3齒輪單位嚙合長度的載荷分

17、布nitmunm Trnnslnrrn ITnnrih Pns£ 1-n.rmcinic!； dnr* Pinicin 3 -> Whenl 1345Hani：4»:圖4.4齒輪諧次響應(yīng)（2.15um）T«Bn5mi5-5iD« Enorfer Pinicn J-> Wheel 1圖4.5齒輪傳遞誤差（13.9-7.24=6.66um）由圖4.3可以看出，3檔齒輪載荷在齒向分布上存在嚴(yán)重的分布不均，因此 有必要對齒向進(jìn)行修形。按圖4.6進(jìn)入輪齒優(yōu)化界面（如圖4.7）。Mtj urmLavi ubu.H.i：e Lfi>2L amd. -

18、 EuHutraEiKM e£ili (di L rEp-K-Li taDC for Jwln n I?DaUhd q*eliy ori>KL BBvnrij-|* * S«K rMk 再冒¥喻俗/ QMJTFAN3的* LMCwnaurrai “ HMEA巫* SI仔 i£ ES£UH£SS ，3« BQM d AMJU, SETniWii Z LIZM EASE 詆電Jl4 / lCM?!>££* Rjsils “ r時曲WhhwiZ DU ri' CiTlE RE 3U.15.D

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20、MJ6.736F-KtWMfth 4vw4EJMF«fWcth：C«wJenoh$eC4err：玨曲UMI強(qiáng)加叱心:ENulud irai朝富 krq FidfbWKM-： (m|R/Termw Ffc#->C4firrit*i 5*)n r«vlk圖4.6 。輪齒優(yōu)化進(jìn)入界面圖4.7齒向優(yōu)化步驟經(jīng)過不斷地嘗試，得到最佳的修形量及優(yōu)化結(jié)果如圖4.8圖4.912r .Face width (mmj-48A a , a , a , a * a * 4 * 4 * * 4 , 4 8 a , 4 4 , 圖4.8最佳修形量為5.3uCtimbindi Tiioih

21、 Lviekg kir Plniun 3 => WhH<j| J Gw *吊、(TuEh Raw? )Foce Distdnce (mm)£=/三。?¥.-±'匚|-| sn_hue Ph UrahLiri圖4.9齒向修形后的載荷分布(2)齒廓修形。由圖4.9所示，齒輪在雙齒嚙合與單齒嚙合的載荷突變十分明 顯。為了減小這個突變，對輪齒進(jìn)行齒廓修形，按圖4.10進(jìn)入齒廓修形界面。USESJ * H»|Pran-：>lAVwvlFCW 工 3 UI齒形優(yōu)化按鈕Pm i - xz 1 毋rM-j I HlHwl 1MJMR*onHqE

22、，*k lgi”rm回 li*4i 叼：b*HdpFiiT lofTnpnlngp Pervmw Fnr Pii1 Atewur4 E *tnrrLdiFlwMauuwIavH-gH Hvi- bliwiidFtm L 市 fimt 1 ctavoR：M1:一：iMdnpc 如 TR B«to 二 EMK一例 3£>'?.1.+1 La kw EF3H;g、EDraiKGF.akEM.gWI， I 那E TFajLidIm 器4fc* EMrmiG*a)修形量設(shè)置I */ If 1- 1M5:ZZ.TO11<WAron:4 v Stai:11.OD即*(

23、hKtf1 | L：事* l¥«lJviAn % riuwi uwLtatfa h vadti tha rrirkMmtti . tw-aw.陽一颯4amCwM:3:arco7 MikM： IXD»Cwwdia ktaapjr+d.S*r HP&l.nr« JHJf11室m 6電.圖4.10齒形修形界面4.11),修形后輪齒載荷分經(jīng)過不斷嘗試，得到最佳修形量為 9um(如圖 布、諧響應(yīng)及傳遞誤差分別如圖 4.12圖4.14。Roll Angle (deal圖4.11最佳齒形修形量為9u,鼓形修形liHid purlmn kir Pinkin 3 klp