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

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(duì)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(cuò)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(duì)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軟件建模過程個(gè)組（add NewEdi t Fmp冊(cè).VlfrWEy； <*)5( Open farkshe

2、el.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，然后裝配到一起，最后設(shè)置邊界條件，建立分析工況。具體過 程如下：G: 1 vjiunchao roaasAeve, ?sd - RovaxDesicner R12. 3. 0 - CG162 (Design)proper tims; fiepor 七生 血" Preferences Window HelpataAdd. Hew.自記（1） 通過菜單欄的 components按鈕增加 assemble/comp on er），彈出圖2所示對(duì)話框。-Q Root Asse_ Mourit Shif

3、t en Sh&fl匡Kj才16ET Assembly Tuzh面廠一K 袱 zhutzhou Assembly zhuzhou圖2.1為模型增加一個(gè)部件（2）首先增加一個(gè)軸組件，如圖2.2,單擊ok按鈕。PariView parts©AssernblyO ComponentI 科f pGearbox Assernbly15haft Asaernbiy1Planetary Shaft AsHirnWy.15tHins; Carpgnent AssEmby議Detaried HeXH Gear SatCcnut Meitd Gear Set 備Loadinq Gear ParC

4、noepA Bevel Gear SetjpifcConcept l-patll Gear SetHypoid Gear£Detaded Serial Bevel Gear Set¥A 引ncglEshaft aswennblyPart awred by assembly:Gearbox I*1W：Ma憐口art pdl be owoed by rwt asMunb, inle? you have defined a oearbcB Fira, In whdh mhe it wl be placed in Iherc 葉 dcFaultCtancri圖2.2增加一個(gè)軸組件(

5、3)建立軸各段的截面形式、直徑和長度，如圖2.3。® E:、!unchmial口 u.i3E«. xad - KuhuQtxxiik e E 12. D| tJiuxhmi ItascH'blj 1 lliuxbau in. G<aa bciH 】J1£3it £msoMl：K 山rliKi ikjraia沖ar ftrafa5V*Rr Jbn 1wQ山< 1、2；37fl»¥；-3XI®»設(shè)置軸各段的長度、截面直徑、圓錐方向1ii.片Wn. |rai):dm: a.oniR rturtvu曰

6、0 Mt-5MbJ1出川圖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(diǎn)擊增加軸承按鈕，打開軸承增加頁面，選擇符合要求的軸 承。增加軸承按鈕51Hl C-l-L I 3X< bl I73&CUSSQmitKK昭Wa HM>vi境曲翅肋e rr.rwihw1螂ilSKC ii：» Kcw Sfiiw mnyykf'fl inwXT3MA 3O0MA.MI3 3IS4 3I3MML I3)M< ia)M<Ml障-為為&-K- rr H H" H" H- p p R R H R空需SSIAM莠帥si xmam

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8、aufcrK4nL -oiiTn firertrM i chwi知科¥聞伽如 出ivnridHfiUTM. MTmh%i hair卒.I h<an INI -選擇軸承界面 ramMNnFrrWnP |-mwM !*TW1 ffHIImnIHInirlhwi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2.1,增加一個(gè)齒輪部件，如圖2.6。圖2.4增加軸承界面 ” 出i.lA ii,.), 0 -Ifa-i-haiHubIwvJ""! tr*'!(5)指定軸承安裝在軸上的位置，如圖2.5。ra ramMNnFrrWn

9、P |-mwM !*TW1 ffHIImnIHInirlhwi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2.1,增加一個(gè)齒輪部件，如圖2.6。 ramMNnFrrWnP |-mwM !*TW1 ffHIImnIHInirlhwi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2.1,增加一個(gè)齒輪部件，如圖2.6。-I lai n L WWmk-or?lmEl*lllrnrF1-l!BI設(shè)定軸承在軸上位置 ramMNnFrrWnP |-mwM !*TW1 ffHIImnIHInirlhwi圖2.5設(shè)置軸承位置截面(6)按上

10、述方法，把換擋機(jī)構(gòu)的主軸、副軸全部建完。然后按圖2.1,增加一個(gè)齒輪部件，如圖2.6。!*7 * i3邁耶=令冃禺ifZ 仲 包加Uy £ 論O&rrartEn QfeiLa呂冒|P MArbn, L1" Patl.CWIMnslW 念!jc«wvnmi:iididinrj>St血 Asatrtirftlrwa Csnpcrmt AnamU'i*Ort 題 HScbSmf 5rtZoKi“ M增加一個(gè)齒輪部件UMdhGw 耐 <OKj£ trvd Gw S« <7unCW*皺匚.fI A B«viJ&

11、#39;m- ACieUHvtKri 如 3«XU 擊 IM-d 胃r I1M1 血m-i珀 vtfhruieri T CMEhbWid* 胡ndPvi *<1 brr m*璋：FJm |wt wd h»-3Mwi by racl MumHv, Lri»u voj hrM iH'iMd j wtua tn MtfhMM it kJ bnpindri thin byDWdr戟曲P*HfFVfriMNt uji.HBBaaaai iiBBBBaiiji.i：Baaaiiii i KBBBaaiij nn*|i0t TSiDiW m 3hsti(Xj圖2.

12、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(dòng)齒輪或被動(dòng)齒輪，壓力角等參數(shù)。呂* H #団刀# =尋日囿詢；敢黑gwfF 何出辭也 OlMMlGCtftfMAV! QfcJUQ JUrar#tr曰訓(xùn)鈕尿4li»ih pith-MKi rwoUt設(shè)置齒輪的模數(shù)、壓力角、直 (斜)齒、主被動(dòng)形式圖2.7齒輪參數(shù)選擇界面單擊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)、齒頂 高系數(shù)、齒根高系數(shù)、齒頂?shù)菇?、齒根倒角、跨齒數(shù)等參數(shù)。j ±_ z血出曲=爭耳總咽j_ / « 時(shí) 勢(shì)mh仙 Olfl

13、* Gta<Twrtm C'L*a0 呻? Geaitg I圖2.8設(shè)定齒輪參數(shù)(8) 把建好的齒輪安裝到軸上，選定齒輪在軸上的裝配位置|f=asl.Hir-t.d - AauJiBTi|Mr 8!1匚)”二_ l.lfchiij 山亍0»111了° (Mhaxhatilin CBU*b<aE IJ * R心=曲二M臼： F址K ivufbi i:M血I brrfwei“ rn 力* I jim)E«jCM.v:I.IXMrwst± * xGva選擇轉(zhuǎn)配齒H 0 W*血 I3i >3W0f3 . jlflftSedKrt?輪和確

14、定裝配位置js*3 |ftfc a JI畫回se*eii«?15e*Wc itwOW-a(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(duì)位置,S f# fuduu JktnUr m£2h聞 曰Hurim A:IfQ訊#呷 神 Barmq QiziPmten |Q 剛 OiOCM DlUD| hiE由匸| |GF Set 5h.*tt Ceatf-r DiuncieOK J | XT .Bh* inrilmlhcvi-MMT確定軸的位置及方向1HI Hwihfftw1 1圖2.10軸間相對(duì)位置的確定 (11)在軸上施加載荷，建

15、立邊界條件。Duaisl NnE -StliiE'C JiAOMMH:*iS.llJUihriW J *SJfc*確定載荷大小及位置圖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2.12bn) jbi喙bn ±J7|> cyd«_iu如L 照Mt時(shí)itQiKHtn-:£*M00imjxx"設(shè)置每個(gè)時(shí)101聞咒號(hào)1,B !>< Iwd iEdal F-nnrfL-n £口oJatina» > - :釗糾糾劇心RH8|i、性|

16、旬喚如ly 即出 imli：3OGOU-tyclnLO>1CES«A g batl 24 re Iwd L-H4- S心 LJ- | | EdtLC-.工況下的載荷jpMdi omi ( :1 EW«A r(*! a |JU_tawjBMn:TimftjCrCyct-E-wflM- IXY3.齒輪強(qiáng)度分析ai AitiaK%.建立工況升七tijkm IruEXt：4- Sndiman: |' “鼻訊"rriiluww-Ijpn)2囿IW«I3.詁i&7MJPwwLMdlZAldy程弊去1血：停圖2.12建立工況，設(shè)置載荷本文為了分析

17、簡單，只對(duì) 彎曲應(yīng)力、接觸應(yīng)力如表3.1.3檔齒輪進(jìn)行分析。分析界面如圖3.1，輪齒llirj unuh.Bul：uH.n.!iuK L<52. anaiL XuauBraiiKacE KI.2-IG ehi bn. I CCvac Lux I J占I till IdiL £MF«Mali Er-irtL*x J虹:y I>e1CutmL f n.ViPC附阿tv Ilaj EffsamsK itfrd 工泌已比出 14ta1 E-F"srfi» Cpwra*.E削*1 AllC|："M>u“”i- *vjfi韋|*|劑I捌冋

18、總11.1:-1BKfcmdyEK Ekjd4M. Fl«w Shiln -l'jIlc 加! ia(a齒輪強(qiáng)度分析Sfndr-Mi cwr> t CliRdrn3|riKir»ii car CLxticbG«drb« uZ ITLiaitirjr _Ttkuhtei u. Err«rGdtft-« lfu«i-= AcrahiLsE.Gw<Um IwifP.tfi Fhe烏何1 Fmt PrmitrGfiu-fe-w UtHiuy.匚bile Gwsrkd* IfeLapuCludi 和！TflTPl&

19、lt;(3r.£,lb Dru1 ciuiLrhrud tEi tLctancLI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極限MPa系數(shù)KMPa極限MPa系數(shù)K3檔主動(dòng)齒輪439.15001.131394140013檔從動(dòng)齒輪454.71.11339.721.044.齒形優(yōu)化過程齒向修形。由于軸、軸承、齒輪的彈性變形導(dǎo)致齒輪嚙合偏斜，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

20、分別如圖4.3圖4.5。圖4.1傳遞誤差分析住;XJtj luiuhiHuVsuB.u.h.i:£ L52. wad. KunuIcaiiEf-Khat lodi cksv $ijjar fwsh Rrw*v3-> 斗冋:?MKr9f»?Tflli-i' amc* nFratarnozs "|>&4円 由p* H #曲山芋m:.-XL.Dr-6JjMLMH：Tr*W打嘰Fhmg | Run IEt-. Dstc<w±i叱出彌qw r«« K UUw 時(shí)叫 hRdc i； ITw Ml nxlt-i1

21、I Hi mcI EvtcmwAiAIB o M加Z創(chuàng)対S Cl血血17hRuP-sreiiifi.PwtwDMPWHQnT：l夠4W圖4.2齒輪嚙合特性分析界面1_閒也tur Pinimn 3 lovih I. WhvHl 3 lovifa IRbace Distance (rm)Face 珅"E (mm)LDCJd pmT Unit! Lei3q1h Mrmrn)4： L W，|HFww4圖4.3齒輪單位嚙合長度的載荷分布Fnctnunn-r Trnnslnrrn Tn-nlh Pns£ k 1-n.rmcinic!； dnr* Pinicin 3 -> When

22、l 123A岳Hani：4»:圖4.4齒輪諧次響應(yīng)（2.15um）Tn日nem円iw Enorfer Pinion J-> Wheel i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(duì)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）。壓 口 Mt j uriuliwK U&UA.i：e Lfi>2L maid. Euhiultrsi|eweKI2. X.D - IGruiSc-C 3 in G口Bahn J Hi Elis E.4 L frEp-K-Li ta hklyE

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28、=> Why戟| JMtfqk Tutpflh Raw? ).-_Etu、N)JClbuQ?-cnloce Distonce ffflm)_j -3 -2 - <35FOCE Dimten*總 fErr»>|qic 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(gè)突變，對(duì)輪齒進(jìn)行齒廓修形，按圖4.10進(jìn)入齒廓修形界面。JJI»|gj IPran-：>lMwvlrQW 3 “ I齒形優(yōu)化按鈕Fwd - *2rM-J.>*«?咼 I iHjwL&#

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