用romax软件进行齿轮强度分析及齿形优化流程

1、用romax软件进行齿轮强度分析及齿形优化流程（吕浚潮）目录1. 建立流程目的2. 用romax软件建模过程3. 强度分析过程4. 齿轮优化过程4.1齿向优化4.2齿廓优化5. 结论1. 建立流程目的用romax软件对齿轮及轴进行建模，首先进行强度分析。由于轴、轴承、齿 轮的变形及受载，必然导致轮齿变形及及错位，减小单位啮合长度的最大载荷及 传递误差（减小啮合噪声），对轮齿进行齿向及齿形修形，这样可以有效减小啮 合线单位长度上的载荷，减小载荷突变，可减小啮合噪声。2. 用romax软件建模过程个组（add NewEdi t Fmp册.VlfrWEy； <*)5( Open farkshe

2、el.本部分简要地阐述了用romax软件建立换挡机构的过程，按先后顺序建立 轴、轴承、齿轮，然后装配到一起，最后设置边界条件，建立分析工况。具体过 程如下：G: 1 vjiunchao roaasAeve, ?sd - RovaxDesicner R12. 3. 0 - CG162 (Design)proper tims; fiepor 七生 血" Preferences Window HelpataAdd. Hew.自记（1） 通过菜单栏的 components按钮增加 assemble/comp on er），弹出图2所示对话框。-Q Root Asse_ Mourit Shif

3、t en Sh&fl匡Kj才16ET Assembly Tuzh面厂一K 袱 zhutzhou Assembly zhuzhou图2.1为模型增加一个部件（2）首先增加一个轴组件，如图2.2,单击ok按钮。PariView parts©AssernblyO ComponentI 科f pGearbox Assernbly15haft Asaernbiy1Planetary Shaft AsHirnWy.15tHins; Carpgnent AssEmby議Detaried HeXH Gear SatCcnut Meitd Gear Set 备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怜口art pdl be owoed by rwt asMunb, inle? you have defined a oearbcB Fira, In whdh mhe it wl be placed in Iherc 叶 dcFaultCtancri图2.2增加一个轴组件(

5、3)建立轴各段的截面形式、直径和长度，如图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冲ar ftrafa5V*Rr Jbn 1wQ山< 1、2；37fl»¥；-3XI®»设置轴各段的长度、截面直径、圆锥方向1ii.片Wn. |rai):dm: a.oniR rturtvu曰

6、0 Mt-5MbJ1出川图2.3建立轴各段的直径、长度及截面形式(4)当建完轴后，点击增加轴承按钮，打开轴承增加页面，选择符合要求的轴 承。增加轴承按钮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莠帅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 -选择轴承界面 ramMNnFrrWnP |-mwM !*TW1 ffHIImnIHInirlhwi图2.5设置轴承位置截面(6)按上述方法，把换挡机构的主轴、副轴全部建完。然后按图2.1,增加一个齿轮部件，如图2.6。图2.4增加轴承界面 ” 出i.lA ii,.), 0 -Ifa-i-haiHubIwvJ""! tr*'!(5)指定轴承安装在轴上的位置，如图2.5。ra ramMNnFrrWn

9、P |-mwM !*TW1 ffHIImnIHInirlhwi图2.5设置轴承位置截面(6)按上述方法，把换挡机构的主轴、副轴全部建完。然后按图2.1,增加一个齿轮部件，如图2.6。 ramMNnFrrWnP |-mwM !*TW1 ffHIImnIHInirlhwi图2.5设置轴承位置截面(6)按上述方法，把换挡机构的主轴、副轴全部建完。然后按图2.1,增加一个齿轮部件，如图2.6。-I lai n L WWmk-or?lmEl*lllrnrF1-l!BI设定轴承在轴上位置 ramMNnFrrWnP |-mwM !*TW1 ffHIImnIHInirlhwi图2.5设置轴承位置截面(6)按上

10、述方法，把换挡机构的主轴、副轴全部建完。然后按图2.1,增加一个齿轮部件，如图2.6。!*7 * i3迈耶=令冃禺ifZ 仲 包加Uy £ 论O&rrartEn QfeiLa呂冒|P MArbn, L1" Patl.CWIMnslW 念!jc«wvnmi:iididinrj>St血 Asatrtirftlrwa Csnpcrmt AnamU'i*Ort 题 HScbSmf 5rtZoKi“ M增加一个齿轮部件UMdhGw 耐 <OKj£ trvd Gw S« <7unCW*皱匚.fI A B«viJ&

11、#39;m- ACieUHvtKri 如 3«XU 击 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图2.

12、6(7) 继第6步，出现齿轮参数选择界面，如图 2.7,选择齿轮类型(直齿或斜 齿)，螺旋角，螺旋方向，模数，主动齿轮或被动齿轮，压力角等参数。吕* H #団刀# =寻日囿询；敢黑gwfF 何出辭也 OlMMlGCtftfMAV! QfcJUQ JUrar#tr曰訓鈕尿4li»ih pith-MKi rwoUt设置齿轮的模数、压力角、直 (斜)齿、主被动形式图2.7齿轮参数选择界面单击next，进入齿轮参数设置页面，设定齿轮的齿宽、变位系数、齿顶 高系数、齿根高系数、齿顶倒角、齿根倒角、跨齿数等参数。j ±_ z血出曲=爭耳总咽j_ / « 時 势mh仙 Olfl

13、* Gta<Twrtm C'L*a0 呻? Geaitg I图2.8设定齿轮参数(8) 把建好的齿轮安装到轴上，选定齿轮在轴上的装配位置|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选择转配齿H 0 W*血 I3i >3W0f3 . jlflftSedKrt?轮和确

14、定装配位置js*3 |ftfc a JI画回se*eii«?15e*Wc itwOW-a(10)按以上步骤, 如图2.10.图2.9设定齿轮把所有齿轮都装配到轴上，最后确定各轴之间的相对位置,S f# fuduu JktnUr m£2h闻 曰Hurim A:IfQ讯#呷 神 Barmq QiziPmten |Q 刚 OiOCM DlUD| hiE由匸| |GF Set 5h.*tt Ceatf-r DiuncieOK J | XT .Bh* inrilmlhcvi-MMT确定轴的位置及方向1HI Hwihfftw1 1图2.10轴间相对位置的确定 (11)在轴上施加载荷，建

15、立边界条件。Duaisl NnE -StliiE'C JiAOMMH:*iS.llJUihriW J *SJfc*确定载荷大小及位置图2.11设置边界条件(12)通过以上步骤，模型已建完，左后是设置不同档的分析工况，如图12至此，换档机构可以全部建立，模型如图2.12bn) jbi喙bn ±J7|> cyd«_iu如L 照Mt時itQiKHtn-:£*M00imjxx"设置每个时101聞咒号1,B !>< Iwd iEdal F-nnrfL-n £口oJatina» > - :钊纠纠剧心RH8|i、性|

16、旬唤如ly 即出 imli：3OGOU-tyclnLO>1CES«A g batl 24 re Iwd L-H4- S心 LJ- | | EdtLC-.工况下的载荷jpMdi omi ( :1 EW«A r(*! a |JU_tawjBMn:TimftjCrCyct-E-wflM- IXY3.齿轮强度分析ai AitiaK%.建立工况升七tijkm IruEXt：4- Sndiman: |' “鼻讯"rriiluww-Ijpn)2囿IW«I3.诂i&7MJPwwLMdlZAldy程弊去1血：停图2.12建立工况，设置载荷本文为了分析

17、简单，只对 弯曲应力、接触应力如表3.1.3档齿轮进行分析。分析界面如图3.1，轮齿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韦|*|剂I捌冋

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

19、lt;(3r.£,lb Dru1 ciuiLrhrud tEi tLctancLI图3.1轴的强度、刚度分析表3.1CG1623档齿轮强度分析结果齿轮弯曲强度弯曲强度弯曲安全接触强度接触强度接触安全MPa极限MPa系数KMPa极限MPa系数K3档主动齿轮439.15001.131394140013档从动齿轮454.71.11339.721.044.齿形优化过程齿向修形。由于轴、轴承、齿轮的弹性变形导致齿轮啮合偏斜，从而使 齿轮在齿向方向上承载载荷不均匀。先按图 4.1所示进入传递误差分析界面，继 而进入图4.2所示，按图中步骤进行操作。未修行前齿轮的齿向载荷分布、谐次 响应、传递误差

20、分别如图4.3图4.5。图4.1传递误差分析住;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打叽Fhmg | Run IEt-. Dstc<w±i叱出彌qw r«« K UUw 時叫 hRdc i； ITw Ml nxlt-i1

21、I Hi mcI EvtcmwAiAIB o M加Z创対S Cl血血17hRuP-sreiiifi.PwtwDMPWHQnT：l够4W图4.2齿轮啮合特性分析界面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图4.3齿轮单位啮合长度的载荷分布Fnctnunn-r Trnnslnrrn Tn-nlh Pns£ k 1-n.rmcinic!； dnr* Pinicin 3 -> When

22、l 123A岳Hani：4»:图4.4齿轮谐次响应（2.15um）Tn日nem円iw Enorfer Pinion J-> Wheel i图4.5齿轮传递误差（13.9-7.24=6.66um）由图4.3可以看出，3档齿轮载荷在齿向分布上存在严重的分布不均，因此 有必要对齿向进行修形。按图4.6进入轮齿优化界面（如图4.7）。压 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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24、hn d r-Hllr却4dik 如 31*：O.?M松 FldlbWrtM-： (m|X.H6R/Tefmoft KKmetar!雄DWBBHEJfMwFMtWth：i<wflSEWEBWW Ewrtw: im|iw.uu |itpui：|图4.6。轮齿优化进入界面Tdpnbn舸 Frsvitiw For Pinion 3 = DAMiiliTncimFghi Flunk 丁日吨日i Fa«mFrjK飞m f屮 中冋Xl Fhri. TFmt，双击需优化齿轮Isl Lwces 2 :; ：D»MTMFErrT皿|常JI*tw匚师GfrMnetrrBImtmI - I

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27、jjTJUnn z 幻咲Shbi jKFflatWdhlraMTanmF»”l«m Fwxjowicjf (McHjFrma Fwrkw :T«4»I'ilW g1 Ga阳由1 l»l A:UJD7GiTi ? 口皿出:讪曲皿: 3MM> 0:AM:OKI耐: K7£:DM'OKI：0 W图4.7齿向优化步骤经过不断地尝试，得到最佳的修形量及优化结果如图4.8图4.9-Face width (mmj-481图4.8最佳修形量为5.3uCtimbindi T<ioih LvaunQ kir Plniun 3

28、=> Why戟| JMtfqk Tutpflh Raw? ).-_Etu、N)JClbuQ?-cnloce Distonce ffflm)_j -3 -2 - <35FOCE Dimten*总 fErr»>|qic Ph UrahLiri图4.9齿向修形后的载荷分布(2)齿廓修形。由图4.9所示，齿轮在双齿啮合与单齿啮合的载荷突变十分明 显。为了减小这个突变，对轮齿进行齿廓修形，按图4.10进入齿廓修形界面。JJI»|gj IPran-：>lMwvlrQW 3 “ I齿形优化按钮Fwd - *2rM-J.>*«?咼 I iHjwL&#

29、39;onHjgM nw»i« IwgQi i-ormTb 皿4*< g画 li*4i IS Llid.FiiT TofTnpnlngp Pervmw Fnr Pii1 业wo E vtawrLdiFlwMauuwIav H-gH Hvi1 Miwitd F ar, L 屮 Fimh 1 ctavoR R>jN ftar#CcnvFwrixk:tm.lRcW: b>w!i；M._:-：lMd»PKiOMl : flJCEcAa-iLriiArErJT，呻 £>*?.+ i |j KW CntFaWStMi;TmKwWF»U;呵 aIralA-M-EfMWZiEi n 孟g.侦Aiir HP&l.nr« lad1m«修形量设置I * IAren:0.WAron:和 v Ai:!?.«T沁¥|hKtf! | LI 栽g山存1JtviAmi 、rimcvi LrnLtaatfa 1*1 h