基于ADAMS的驱动桥齿轮啮合动力学仿真研究

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4、 的仿真模型，通过嵌入Hertz接触理论实现了齿轮啮合的动态实时仿真,通过在主减 速器主动齿轮施加转速驱动，差速器半轴齿轮施加不同的负载转矩，研究汽车在转弯 工况下驱动桥主减速器齿轮和差速器齿轮的传动特性 .三维实体模型建立以某载重汽车驱动桥作为研究对象，主减速器弧齿双曲面齿轮的模数为 12,主动 齿轮齿数为9,齿面宽为80mm;从动齿轮齿数为40,齿面宽为75mm.差速器行星齿轮 和半轴齿轮的齿数分别为10和18,模数为10,齿面宽为30mm.选齿轮材料为 22CrMoH,其参数:密度 7.801 X03kg/m3,弹性模量 2.07X10 “ N/m泊松比 0.29.编程生成主减速器弧齿准

5、双曲面齿轮齿形线 J运用CATIA建立主减速齿轮及 差速器齿轮的三维实体模型，在CATIA中完成装配，如图1所示.装配时，使初始啮合 的两齿面尽可能相切，以减小仿真分析时由模型初始状态所引起的误差选择MSC 公司开发的专用接口模块 SimDesigner生成可导入ADAMS的虚拟样机模型.图I驱动桥齿轮传动虚拟样机模型2仿真模型建立2.1轮齿接触理论轮齿碰撞所引起的冲击力，可以视作两个变曲率半径柱体撞击问题，解决此问题 可以直接从Hertz静力弹性接触理论中得到.由于接触体比接触面大得多，Hertz理论 认为可以用两个半无限大的弹性体代替原来的接触体 .忽略物体的弹性波动，不计摩 擦,接触时齿

6、面间的法向接触力 P和变形艿之间满足H13P=k?艿丁 (1 k是取决于接触物体的材料和结构形状的刚度系数，其定义为屉=孚屑(2式中:P是轮齿碰撞所引起的接触法向力;6是两个轮齿表面之间总的 变形;R为接触点处的当量曲率半径；E'为材料的当量弹性模量.其中丢:丢+士 (3一=一+一 I-' JR尺。尺，、。7百1:生垡+生垡(4 一=一+一 I斗-E'EL E2、l。式中:R。、尺:为接触物体在接触点的当量曲率半径泓。北为两接触物体 的泊松比，E。、易为两接触物体的弹性模量.对于动态接触（碰撞，接触体相互靠近的距离是个变量，考虑到能量的守恒与损耗 需要加入阻尼项形成一个

7、非线性的弹簧阻尼器 ，因此AD AMS中对动态接触力定 义为瞪引Fn=|?扩 +STEP（艿,0,0,D 一,C 一? id6式中:e为接触力指数，通常取1.5;STEP是一个3次多项式逼近海维赛阶梯函数 当瞬时穿透量6=0时，阻尼系数c=0;当6=D 一时,阻尼系数c=C 一.2.2约束的施加主减速器从动齿轮与差速器壳体通过螺栓固结在一起，因此仿真模型中通过固 定副将主减速器从动齿轮与十字轴建立固结关系.主减速器主、从动齿轮，差速器半 轴齿轮均是定轴转动，分别绕立驱动桥主减速 实体模型，基于其轴心旋转，因此分别建立旋转副.当汽车两半轴 »*f> ftH.HR.ATM1-1-R

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