用romax软件进行齿轮强度分析及齿形优化流程

用romax软件进行齿轮强度分析及齿形优化流程(吕浚潮)目录建立流程目的用romax软件建模过程强度分析过程齿轮优化过程4.1齿向优化4.2齿廓优化结论建立流程目的用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。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，最后设置边界条件，建立分析工况。具体过程如下：New⑴通过菜单栏的components按钮增加一个组(addassemble/component)，弹出图2所示对话框。NewC: ssd—EoMakDesignsrR12.3.0-[CCI62(Sesign]]轩FiL-EJiL1PropertiesKeportsViewPreferencesJIrtiiovHelp□合kJAddifeivAssembLr/CompoLieiil... 1EditProperties...OjenWorksheet.../ewBy:(*)Assc曰GRonW沼IriportConponen.t.3...SjTicLroiL：lerz;皮Cliitohts...-薰「NauntShaftan.SkiffH FleRouAssenitiy[卜曰北瓦i]—0 FuzhouAssetiiHv[zhjzhou]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。

JIePartJIePart图2.2增加一个轴组件⑶建立轴各段的截面形式、直径和长度，如图2.3。s:RJXK1.■:-3.EK4mn弥D圈M设置轴各段的长度、截面直径、圆锥方向34^-Mts7口工曰*iwm9s:RJXK1.■:-3.EK4mn弥D圈M设置轴各段的长度、截面直径、圆锥方向34^-Mts7口工曰*iwm90±eBR3HKJiQW||B<ra:lwJQjna：u.wx>图2.3建立轴各段的直径、长度及截面形式当建完轴后，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。

mlZI5心：■也K"1增加轴承按钮：DEjCUrdwwIv:rHxruriH皿^Ul'309041-yiih»E fcvX・：mlZI5心：■也K"1增加轴承按钮：DEjCUrdwwIv:rHxruriH皿^Ul'309041-yiih»E fcvX・：燃■:*r顿1耳好KEI^xs—p*WiRi址础|曲rlftM或刖侦|、选择轴承界面图2.4增加轴承界面指定轴承安装在轴上的位置，如图2.5。设定轴承在轴上位置图2.5设置轴承位置截面按上述方法，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。

EVI Olj-p*Oi^fHtAKnO'b^*MerFflrr增加一个齿轮部件EVI Olj-p*Oi^fHtAKnO'b^*MerFflrr增加一个齿轮部件rdm :ds I-—P-31■tn:CndpUdiFdrbi FsfiilisrE ----- ------- -----------~---|» p3 号nimrvi■■>nutwu图2.6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。&PedJ«iw4f|>EumiTfeihEd&PedJ«iw4f|>EumiTfeihEd-FL«p-Im£*fSriMi5icLC«uun 度|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。

Jid-Jid-EuBnuDeiigatiI.]2.D-IS2(DtJiicn)]d?房w』卫中=咛m|割的二?.V血&祖 ODps 。虫fiwdJm日季口硕灿w蜘田，沧g A6e*riQfriis«：bti-■沁乳nrrfwd*hori■也qe*，：以&:.hLfWxi廿| 2£|□Ircd-ndF+m^mcshkiiin-raKM :L.Drsaaolkh iaow田，沧g A6e*riQfriis«：bti-■沁乳nrrfwd*hori■也qe*，：以&:.hLfWxi廿| 2£|□Ircd-ndF+m^mcshkiiin-raKM :L.Drsaaolkh iaow|mPiwHft(o>«-id(igJ :ZBCWFlewI.fi?ayrJ-也rrtfl-OlKOwrraptdicrxje-OfllnrKHpithaicfailmilH-：:找jCU)「 nwicicitilanete[rvr(i :2fi剑谜如山Ci.D®0^<!e*rVix«rd-Ste*7*f9tGfoi"PinionF慝Ad-^n^nmod.caaF:OP-5(Pt・Klh>hd¥W$lM.Wh士址瑚rkjrrlfrs齿形参数nwirrsi回Tgti 闻rats亢阪心iBhIhi^-nwsOMMSjiefrtrcC^iMs...BdJRdei[wrrtei虫竺四呼:Lit心.・.设置齿轮Dp；Q.QQPmu%WO虫CSiEIs■怕吐J*Tid*弘□SotLEfirbmdanlv![由叩山由地40眼MA沱iraJthrWw^j0酣uatnmidinc^hMmwBairr«kMuMnrdA：:州QHhvJjriiILiRcrtflttHdusi■rt河剑rsn»n1.Q|匚网3贝E*dE«k・..I选择转配齿轮和确定装配位置E]QfMxM5'L■5 34«a2!4fl选择转配齿轮和确定装配位置E]QfMxM5'L■5 34«a2!4fl|QrxH一|| 一||MbI>IIFii防一图2.8设定齿轮参数把建好的齿轮安装到轴上，选定齿轮在轴上的装配位置。图2.9设定齿轮按以上步骤，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2.10.

图2.10轴间相对位置的确定(11)在轴上施加载荷，建立边界条件。LlVJMMhao\F«U'hOCl(i2,.994-RMUPe01|M-[RIE»3^*-[«0ilhJtUU-5hktt [40ikJtUlR-5)lkTtIinGtkCbaKJl二/由叫兮。卷D国T・珥特\UDCiTM1 w||AnaivlMd'盘*tfci卜何"1^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)兄，如图12至此，换档机构可以全部建立，模型如图2.12m'hcfICE.mJ-Rokdih-nfnor -iGt-hrbOEIICearboiH"■1叫刎虹Aiw^k-m曰iEx坎CYlfe建立工况皿心I IIiXipfe^LCIMiXSWtoflrnfiW*5*设置每个工况下的载荷L-r«AiuijCr<i*Ar>«fc«dcm2占”"■1叫刎虹Aiw^k-m曰iEx坎CYlfe建立工况皿心I IIiXipfe^LCIMiXSWtoflrnfiW*5*设置每个工况下的载荷L-r«AiuijCr<i*Ar>«fc«dcm2占”iIwdW史5匹n*诉3i7je* ■}[XitfqstlenH«£siEv^.莒躅…㈣C*g；'...Rereadn: In->——u "gwtmMYCBte—回eJ"叫心,匚UyCwchiE«Ami...taifi?LC.图2.12建立工况，设置载荷齿轮强度分析(1)本文为了分析简单，弯曲应力、接触应力如表3.1.(1)本文为了分析简单，弯曲应力、接触应力如表3.1.只对3档齿轮进行分析。分析界面如图3.1，轮齿图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454.71.11339.721.04齿形优化过程(1)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、传递误差分别如图4.3〜图4.5。1砰ariJEJfin TflrAowI*"■»]VE[bide-tfHKrlifflluLiip'itrdri■:k TdfsSjBDOsRjwrCrfafiirttairiaJTieliddfiiHi氐虽土iE.IfCitidtKrTfb^J1砰ariJEJfin TflrAowI*"■»]VE[bide-tfHKrlifflluLiip'itrdri■:k TdfsSjBDOsRjwrCrfafiirttairiaJTieliddfiiHi氐虽土iE.IfCitidtKrTfb^JW：kEditC.alfiTflC«DMfAllCl.vLdsC<H]!KUllX.»加*1戏宥Sli«ti.£K'l..如良m，jiLn蜡aXyaiwSiLLiisipL■C3n.^dui3^mdsrsnicsrIsCl咏diSij=iixtsIEl普北/JJ晋4m：占以"匚―ISis,传递误差分析图4.1传递误差分析TccihiCw®Anwb«dcam3GfrrwihcPr»n]>>'Mval3S③查看齿轮的啮合特性rJI-IPmliii..Wl^n.iuqEKijP!cb?rIfWi-WlidMdrwiDi:OOxtKifcMd□ChHitayc«ttd.CM«dlngb»ihi祯的Ta^h如JriiSEi『eiEomKKHjrfRHjErssinMe :闻融9P4eS»IHili:|>^£! …^弑日睨*mirq«llanil:l«lh1A F如mTccihiCw®Anwb«dcam3GfrrwihcPr»n]>>'Mval3S③查看齿轮的啮合特性rJI-IPmliii..Wl^n.iuqEKijP!cb?rIfWi-WlidMdrwiDi:OOxtKifcMd□ChHitayc«ttd.CM«dlngb»ihi祯的Ta^h如JriiSEi『eiEomKKHjrfRHjErssinMe :闻融9P4eS»IHili:|>^£! …^弑日睨*mirq«llanil:l«lh1A F如m罩Wlh«^KdcaivftAriu.rmsgi必邂UDM1WrrJM-fatffilUMh3bMlIh1,med3tooll»Z7图4.2齿轮啮合特性分析界面LudnurlMXilorPmIm]iMlhI.WhMltna/tiIFJFaceDistancefmm；«图4.3齿轮单位啮合长度的载荷分布F-uriFmthiTrnjisJami-Dc^hPwHismoeimImlPintoa3Wheel3图4.4齿轮谐次响应(2.15um)Tr-bMAMAlMEhmlorPinlM3->Wh«l1用1Daaws机TgRsi湖廿T诚命I版房如3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)。|番■,口JJ<—H«uKoltM\TILIN,，，■-[FiPifir女t，！■■G<~・rb#I!I：J1*3上:brdf^riiaE|」*H，由&M(r2aKIart*TdiLKAar拙也r£13lJK«..0wir^HBH'jryDf成口。rtrlt"Cfcrl+J：J1*3上:brdf^riiaE|」*H，由&M(r2aKIart*TdiLKAar拙也r£13lJK«..0wir^HBH'jryDf成口。rtrlt"Cfcrl+JZARIMCrtmT/ g>W9«y・、―CcnrafflssiiiHFf/^mrrsrAH>w■/L'^ADHMRBUrm—k^rmiu-;/SFF抵知琢玲■/(ZAftBHytfifi.-riKsrrrrjGSLOADCSSEECa.lTS■/L'^ADCAE■/ 痴i*/g*WwmgiDUIYCKLEVESU.13rwLH$wir4hBH>jry■让st.]B.i|rKH£ijL&田融燃V”Z\几何优化进入界面W^h9F»fiWiAhi(n]Wl«mW4j»iDfiUfMiiWlRiFamahtTKi:”讪“「1EEClflW3.1X0CLTM名jXC>鼠囤B.5M12舟Hrnn：B山皿

斑顷g少图图4.6。轮齿优化进入界面图图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。〔E3匚口耳弟口巨一〔E3匚口耳弟口巨一一二2_u1________24GR_1224 WidthIrnrnJ 2 3 4 5 6 7 8 9图4.8最佳修形量为5.3uCtMtfalHdTtMlhLoad*qlarFmkm1-sWte«l3Ga-«rMa-Eh(ToalhRag1［：FaceDistance(mm)fEUVNJ£-昌_|言志dwFaceDistance(mm)fEUVNJ£-昌_|言志dw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。

II?|$10」i*H口Vt*-5CMBllan回I[!i?*pnAfli 毕Wl[3]回Gw».3BiXI^ralkFi['vhciAlt^Q£.Cu1II?|$10」i*H口Vt*-5CMBllan回I[!i?*pnAfli 毕Wl[3]回Gw».3BiXI^ralkFi['vhciAlt^Q£.Cu1EFlllivxv耘童=罔*，果；I%.rvsgg』】u*n—LUn>fli^WT*c1I-0»LriFW.Trtwrefffr«CTTW50*W修形量设置Aiwti1■ijcrabkloanL■铲RmI-,1齿形优化按钮IdpeAhtyI-¥«vh!I!FarF*iuanJ：LMIarilIse^hil!i^5lhSLwEE:*:g:ftfl?IMi|iWjfcdHBbHlh^.CrdUHl.i'u^•VES:心-kwl!hE卜》-.&：戏,班妃廿由laak«KMiMl图4.10齿形修形界面经过不断尝试，得到最佳修形量为9um（如图4.11）,修形后轮齿载荷分布、谐响应及传递误差分别如图4.12〜图4.14。RollAngle(deg]图4.11最佳齿形修形量为9u，鼓形修形LumItorPiniiw3locUb1.Whwl}tooih2?图4.12修形后载荷分布图TransmissionErrorforPinion3->Wheel3■5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6R