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減速齒輪修形及MASTA仿真


發布時間:

2021-04-29

材料彈性力學使得齒輪組嚙合時,主、被動齒輪可簡化為圍繞軸心線旋轉的懸臂梁模型,在承受負荷時會產生彎曲變形, 而且齒面接觸區域存在彈性形變。

1、減速齒輪廓修形

材料彈性力學使得齒輪組嚙合時,主、被動齒輪可簡化為圍繞軸心線旋轉的懸臂梁模型,在承受負荷時會產生彎曲變形, 而且齒面接觸區域存在彈性形變。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影響,造成齒輪實際嚙合點與理論嚙合區域存在偏移, 產生了嚙合沖擊激勵。為了減少齒輪嚙合時產生的誤差,在設計早期應該對齒輪的NVH做仿真預測。齒形修形是優化齒輪接觸位置和應力大小的有效方法,微觀修形可以針對嚙合的一對齒輪,也可只做單齒輪修形優化,在工程實踐中通常更多采取對單一齒輪修形,其具備較高的生產效率和較低的生產成本。

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

2、減速齒輪向修形

在承受負荷的工況下,齒軸材料產生了相應的圍繞旋轉軸心線的變形,還有客觀存在的齒輪加工誤差和減速器的裝配誤差, 綜合產生了齒向上與理論嚙合區的偏差。通過對齒向方向的修形優化,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修形及鼓形修形2種形式。

綜合工程開發經驗,齒輪設計優化微觀修形應達到下列目標:

(1) 優選在齒面中心接觸,充分利用齒寬,避免邊緣和齒頂受載;

(2) 電動車(EV)減速器輸入級齒輪轉速很高,其峰-峰TE值應小于2 μm;

(3) 較小化較大接觸應力和齒面負荷分布系數;

(4) 傳動誤差和齒面接觸應力作為修形設計、調整的依據。

關鍵詞:


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