用romax软件进行齿轮强度分析及齿形优化流程

1、v1.0可编辑可修改用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 .齿轮优化过程齿向优化齿廓优化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，

2、最后设置边界条件，建立分析工况。具体过程如下：(1) 通过菜单栏的components按钮增加一个组(addNewassemble/component),弹出图2所示对话框。号Fili驶HCdfTilPQMTLtSFfj?er ties KrotLeTiefti-tcts Liadov HeljiAdd H赠4 1,1 inliL/CiiihpyLLtiil.孑 £ : .ljuinctiacrobshexc. 1sssd - EomeikJ)eergncr R12. 3.0- CC L62 (V csign) Jliii Fr >/4/七:.0g« WarliJit

3、tiL.P.30t Asse回laport Cprijmentl. - -Ncupt S3w£t m Skafi13 0 hjzh前不至nrE甲F工hcuj一0 9* 才3"tOU AbhtiiiLly |d urhuu图为模型增加一个部件首先增加一个轴组件，如图，单击 0k按钮。eif" pa!t=b: J/ fisa-smtk0 Danporent* it，abto4Fterrta-y Shaft A gem tty 押f0浦口喀湎串-止口不富g, TNMHrkN 5t-t 匚m0；2建MJK印l力淄JK< WCcnccp:卜阿 Gra 9x。讨tdrt

4、iuHe ijw 5?l 口事足司:片曲Tm mm八|巾3述！如印加中r#t CMd by曰我即可：卜工(iS眦国 jvkiMlhfhly u*5 m田曲虱 骑 产,附fr n pich c='=» r wi te z lazed in 而q b-dMmU-图增加一个轴组件(3)建立轴各段的截面形式、直径和长度，如图。18MiKwuEfinhiLs妙工UL3uB-IlbMhdiiJuraftlrflUvudtaiuJgCivtibuakl“-?工一。率直二艮而图建立轴各段的直径、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。L<

5、UTJrMNhMMtiHHilByHBi.ird-KMHdMrLilfelr11LLtItiHfaMLlMlftififI11*WGMThaiIIIJ ' H -R 一中口 w P _第翡j * - -i仝霞1wwr13加&ER.s, jjint i3 THRKT 41W*1 JlGAfKO1U-UII KW KHF* hLmh*.w! M3CH 1n 加.* 1HU14SriiPslF融例?I” j.i U* », igwa pg / a uu »小 H*一"W E/屋EIUM器 m «，L5.1EU.&"取让度哧il

6、f.Tliyq二e4 bEWW i J 'lF tfJT.Ft选择轴承界面图增加轴承界面(5)指定轴承安装在轴上的位置，如图。图设置轴承位置截面(6)按上述方法，把换挡机构的主轴、副轴全部建完。然后按图，增加一个齿轮部件，如图图(7)继第6步，出现齿轮参数选择界面，如图，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。图齿轮参数选择界面齿顶高系数、齿根高系数、齿顶倒角、齿根倒角、跨齿数等参数。图设定齿轮参数(8)单击next,进入齿轮参数设置页面，设定齿轮的齿宽、变位系数、(9)把建好的齿轮安装到轴上，选定齿轮在轴上的装配位置K b i,"

7、;11- 团图设定齿轮(10)按以上步骤，把所有齿轮都装配到轴上，最后确定各轴之间的相对位置,如图.图轴间相对位置的确定(11)在轴上施加载荷，建立边界条件N(vbFu. Lo2冏曲adjfOCtM确定载荷大小及位置L-aad CMn lh»ir EJ>J-ra»-kHdcMek图设置边界条件12(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，如图至此，换档机构可以全部建立，模型如图二G乳¥/收.iii«ifreIiii,iiIGruhi.ii桶一“脸卜EHCT.DEIleAI51中*I四Ere*-1p.jan：:-现4I供>.

8、Ig-J1rdlLfa.设置每个4XDkfiQ工况下的LOW4JDDh«34»Ii>"l>'aX>Riairihnbwlm4»OZCCi*9*!I岫帮皿白图建立工况，设置载荷3 .齿轮强度分析(1)本文为了分析简单，只对3档齿轮进行分析。分析界面如图，轮齿弯曲应力、接触应力如表.图轴的强度、刚度分析表CG1623档齿轮强度分析结果齿轮甯曲强度MPa甯曲强度极限MPa弯”全系数K接触强度MPa接触强度极限MPa接触安全系数K3档主动齿轮5001394140013档从动齿轮4.齿形优化过程(1)齿向修形。由于轴、轴承、齿轮的弹性变形

9、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。先按图所示进入传递误差分析界面，继而进入图所示，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、传递误差分别如图图。图传递误差分析力Ip瓯”周J*H*曰4分口啮=/hiW1分两看Hi用wq查看齿轮的啮合特性阳3刀r(|r，X汨婚酬Mj-Qir-ri- BHI3H：E kxi Dsft«KF 3EF* g'lnrr" :口4餐h*J"Ei,胤血皿ME 051u (,二国5*Cl OWiW tErudl口| T«stiCIK MWilkr!'El14ml wI#a 卬 *Wom

10、T 3小I ,3 tarth Z?图齿轮啮合特性分析界面LmkIhurrw_4453liMrlh1tohhiIaHie4iIVFqceDistance|：ee)胃口T1口5220d2DC-IBC-ISO-inciFace口后tunGu图齿轮单位啮合长度的载荷分布ru4F<wmfTiBJwslwimTao4tiPaib-stiaiMMicq-ImFIrmb3->ViTimH3图齿轮谐次响应TrWiMtairMEniH-lirHfilaA3->WhMl1"1D*Hioeni»hRErwh叼3图齿轮传递误差）由图可以看出，3档齿轮载荷在齿向分布上存在严重的分布不

11、均，因此有必要对齿向进行修形。按图进入轮齿优化界面（如图）图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图UrUQ晶层段方图最佳修形量为CcMlilMtdliMilhLal*9lurIcaria*)rVAaNife1(Jbafklibih(1<i«lhMbhsI|tFace Mtorice (mm)71 0 1 N 3Fcce DistcJc (ee】2001W2I:“海花E-e比二'/.'图齿向修形后的载荷分布(2)齿廓修形。由图所示，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，按图进入齿廓修形界面。图齿形修形

12、界面经过不断尝试，得到最佳修形量为9um例图，修形后轮齿载荷分布、谐响应及传递误差分别如图图。RollAngle(d&gj1921232527293133353739J3u 2 4 6co 12 3 4 i n Em uo.uiWPQIAI图最佳齿形修形量为9u,鼓形修形LI Mg 匕曲J H i. wh««l 2?图修形后载荷分布图TransnnissionErrorforPinion3->Wheel3"ao-»，<1iJ23Fk"*'*'*''-*r21T!S'*'F<

13、;，*'F4用,S'"I11*P20ts-1111111F54-3-2-10123456RollDirguin1FromiSAPofTooth1forPinion3图修形后的递误差（）FfisrFourierTreiiiifarmTocithPa?sHarmonic&for:Piflinn3->Wheel3>I：I0.9-7.m-_a3.一2*.c-口号,05',a,-8,°q争，一一，!I：.,Ir.rr.,IrTQ工ai-图修形后的谐响应5.结论（1）由表齿轮分析结果可知，在总体上，齿轮的弯曲应力、接触应力都在允许范围之内，属于合格。（2）由图、图可知，齿轮的齿向载荷分布严重分配不均，传递误差过大，需进行齿形优化。（3）轮齿优化前后