变速箱齿轮修形设计方法研究.pdf

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1、机械工程师黼拦CHANlCALENGlNEER变速箱齿轮修形设计方法研究张标，郭应清，李丹(安徽江淮汽车股份有限公司，合肥230601)摘要：介绍了如何确定齿轮微观修形参数，并以某款变速箱1挡副齿轮为例，进行了具体设计方法的介绍。关键词：齿廓修形：齿向修形：传递误差；接触斑点：Romax中图分类号：TH13文献标志码：B文章编号：1002—2333(2017)02—0138—03DesignMethodofGearModificationforaGearboxZHANGBiao，GU0Yingqing，LIDan(AnhuiJianghuaiAutomobi

2、leCo．，Ltd．，HeNi230601，China)Abstract：Thispaperintroducesthedesignofgearmicro-modificationparameters．Thefirstdrivengearofatransmissiongearboxistakenasexampletointroduceanconcretedesignmethod．Keywords：profilemodification；leadmodification；transmissionerror；contactspot；Romax0引言齿轮修形作为解决

3、因轮齿不均匀受力变形引起的传递误差、啮合冲击及噪声问题的有效手段之一，越来越受到变速箱厂商的重视，但相关修形设计理论没有形成统一，给设计工作带来很大的难度，本文针对齿轮微观修形进行一种正向设计方法的介绍，以提高技术人员齿轮修形设计的效率。1齿轮修形的原则齿轮修形属于微观参数设计范畴，是在齿轮宏观参数设计满足要求的基础上进行的，并且齿轮修形优化是一个复杂的过程，其影响因素众多，很难通过精确计算进行优化设计。实际上齿轮修形只能针对一个固定的载荷得到较好的结果，不可能实现同一修形对所有载荷均有理想的效果，对此本文的处理方法如下：1)修形在重载状态下能获得较为均匀的

4、齿面载荷分布，轻载状态下能获得较小的齿轮传递误差即可；2)仅考虑选取在常用载荷下可降低传递误差和获得较好齿面载荷分布的轮齿修形参数为准。推荐R挡齿轮副的微观修形仿真的载荷工况以50％最大输入转矩进行，其他各挡位齿轮副的载荷均1)266％最大输入转矩进行分析。2齿轮修形设计方法本文齿轮修形设计方法：1)首先理论计算出初始齿表11挡齿轮副宏观参数廓、齿向修形参数；2)利用Romax软件建立齿轴、轴承等相关零件详细三维模型，并将初始修形参数输入Romax中，然后对修形参数进行优化和调整(优化和调整指标见下文)，以得到终版修形参数。本文以某款变速箱l挡齿轮副为例，介

5、绍该挡位齿轮副的修形设计方法，该1挡齿轮副宏观参数见表1。2．J齿廓修形设计方法为了消除由弹性变形以及误差因素所引起的轮齿啮入、啮出冲击，需将接触齿对中发生干涉的部分进行适量修除，即为齿廓修形旧。齿廓修形有多种方式，将靠近齿顶的一部分材料去除掉，称为齿顶修缘；将靠近齿根的一部分材料去除掉，称为齿根修形，对于一对齿轮副可以分别对两个齿轮进行齿顶修缘，也可对其中一个齿轮同时进行齿顶修缘和齿根修形[3-71，两种方式可取得同样的效果，但本文仅采用齿顶修缘的方式，因齿根修形会降低齿轮弯曲强度。2．1．1修缘起始点的确定本文采用齿顶修缘的方式，故确定其齿廓修形起始点也

6、就是确定修缘起始点的位置，本文修缘起始点位置图l1挡齿轮副啮合过程138I2017年第2期网址：WWW．jxgcs．com电邮：hrbengineer@163．com机械工程师M妄CHANICALENGjNEER选择在单齿啮合终止点附近，因为此方式可避免啮人、啮出冲击，具体分析如下。如图1(a)所示，1挡主动齿轮顺时针旋转，假定月点为齿1和其相邻齿刚好开始啮合的点(即齿1的啮合起始点)，此时曰点恰好为齿2与其相邻齿由双对齿啮合变为单对齿啮合的临界点，又称为齿2的单齿啮合终止(外界)点。同理，如图1(b)所示，1挡主动齿轮顺时针旋转，假定c点为齿3和其相邻齿刚

7、好开始脱离啮合的点(即齿3的啮合终止点)，此时D点恰好为齿2与其相邻齿由单对齿啮合变为双对齿啮合的临界点，又称为齿2的单齿啮合起始(内界)点。由上所述，对于1挡主动齿轮的齿2主动面，齿廓上曰一D为单对齿啮合区，B以上及D以下为双对齿啮合区，因此在临界点曰、D上啮合的瞬间会产生啮入、啮出冲击。为了尽量避免因此产生的冲击，可以首先将修缘起始点大概定在单齿啮合终止点(口点)或其附近区域，最后再通过在齿轮设计软件中微调修形参数，最终得到一个最合适的修缘起始点的位置图21挡主动齿轮单齿啮合终止点的三角函数示意图图2中，OC为基圆半径；OA为l挡主动齿轮的啮合起始点直径

8、；AB为l挡主动齿轮的基节(端面)；根据三角函数可求