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減速齒輪修形及MASTA仿真

發(fā)布時(shí)間：

2021-04-29

材料彈性力學(xué)使得齒輪組嚙合時(shí),主、被動(dòng)齒輪可簡(jiǎn)化為圍繞軸心線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的懸臂梁模型，在承受負(fù)荷時(shí)會(huì)產(chǎn)生彎曲變形, 而且齒面接觸區(qū)域存在彈性形變。

1、減速齒輪廓修形

材料彈性力學(xué)使得齒輪組嚙合時(shí),主、被動(dòng)齒輪可簡(jiǎn)化為圍繞軸心線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的懸臂梁模型，在承受負(fù)荷時(shí)會(huì)產(chǎn)生彎曲變形, 而且齒面接觸區(qū)域存在彈性形變。另外，齒輪制造加工誤差、殼體加工誤差、裝配等各種誤差的客觀(guān)影響，造成齒輪實(shí)際嚙合點(diǎn)與理論嚙合區(qū)域存在偏移, 產(chǎn)生了嚙合沖擊激勵(lì)。為了減少齒輪嚙合時(shí)產(chǎn)生的誤差,在設(shè)計(jì)早期應(yīng)該對(duì)齒輪的NVH做仿真預(yù)測(cè)。齒形修形是優(yōu)化齒輪接觸位置和應(yīng)力大小的有效方法，微觀(guān)修形可以針對(duì)嚙合的一對(duì)齒輪，也可只做單齒輪修形優(yōu)化，在工程實(shí)踐中通常更多采取對(duì)單一齒輪修形，其具備較高的生產(chǎn)效率和較低的生產(chǎn)成本。

通常齒廓修形的關(guān)鍵影響因子有輪廓修形、寬度、齒根和齒頂修形，其中齒根修形參數(shù)的確定,需要兼顧修形參數(shù)的選擇同時(shí)考慮齒軸的安全系數(shù)，避免齒根修形過(guò)大引起齒輪齒根彎曲強(qiáng)度的降低。展示了齒廓修形的常規(guī)形式，包括左右端直線(xiàn)修形、螺旋線(xiàn)修形和鼓性修形。具體齒廓修形的方案選擇，需綜合考慮輸入負(fù)荷激勵(lì)的大小、傳遞路徑的剛度及易加工等因素，結(jié)合NVH仿真工具優(yōu)選齒廓修形方案。

2、減速齒輪向修形

在承受負(fù)荷的工況下，齒軸材料產(chǎn)生了相應(yīng)的圍繞旋轉(zhuǎn)軸心線(xiàn)的變形,還有客觀(guān)存在的齒輪加工誤差和減速器的裝配誤差, 綜合產(chǎn)生了齒向上與理論嚙合區(qū)的偏差。通過(guò)對(duì)齒向方向的修形優(yōu)化，可以合理的分配齒面接觸位置及大小。通常齒向修形有直線(xiàn)修形及鼓形修形2種形式。

綜合工程開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，齒輪設(shè)計(jì)優(yōu)化微觀(guān)修形應(yīng)達(dá)到下列目標(biāo)：

(1) 優(yōu)選在齒面中心接觸，充分利用齒寬，避免邊緣和齒頂受載；

(2) 電動(dòng)車(chē)(EV)減速器輸入級(jí)齒輪轉(zhuǎn)速很高，其峰-峰TE值應(yīng)小于2 μm；

(3) 較小化較大接觸應(yīng)力和齒面負(fù)荷分布系數(shù)；

(4) 傳動(dòng)誤差和齒面接觸應(yīng)力作為修形設(shè)計(jì)、調(diào)整的依據(jù)。

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