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汽车变速器齿轮修形设计与试验研究
| 论文题名： | 汽车变速器齿轮修形设计与试验研究 |
| 关键词： | 汽车变速器;齿轮修形;传动误差;载荷分布 |
| 摘要： | 变速器作为汽车动力传递的核心部件，影响着汽车的动力性、经济性及舒适性。齿轮作为变速器的关键部件，因其加工质量或装配质量的影响，在工作中容易产生啮合冲击及齿面偏载，从而引起振动噪声增大及承载能力降低等问题。齿轮修形技术能够有效地解决上述问题，修形参数需要根据变速器齿轮使用工况等条件来确定，不同修形参数对修形效果的影响差异很大。若修形参数选取不当，不仅达不到改善齿轮啮合性能的作用，反而影响正常啮合，因此开展齿轮修形参数的设计研究具有重要的理论意义和实用价值。 本文针对某款变速器齿轮，根据其具体工况建立初始修形数学模型，借助Romax软件完成齿轮初始修形设计，并进行初始修形前后动态特性和弯曲疲劳强度对比试验，验证初始修形方案的可行性。在此基础上，以齿轮传动误差等啮合动态特性为目标，对初始修形参数进行优化，提出新的修形方案设计，通过仿真分析验证了其合理性，从而获得齿轮优化修形参数。 论文首先进行了齿轮初始修形设计，即齿廓修形采用齿顶修形方式，齿向修形采用鼓形修形方式。建立齿轮初始修形数学模型，初步确定修形参数，再结合Romax软件中的仿真结果对修形参数进行调整，从而确定适合的初始修形参数，通过初始修形，齿向载荷分布较修形前得到改善，提高了齿轮的承载能力。 完成齿轮初始修形设计后，进行齿轮修形前后动态特性和弯曲疲劳强度对比试验。试验结果表明:齿轮初始修形前的噪声为81.56dB，修形后为82.55dB，增大1％;修形前的振动性能指标RMS值为3.59mm/s2，修形后为4.17mm/s2，增大16％;修形前齿轮弯曲疲劳强度为781MPa，初始修形后弯曲疲劳强度为946MPa，弯曲疲劳强度提高21.12％。初始修形后，齿轮动态特性变差，弯曲疲劳强度增强。但进行齿轮弯曲疲劳试验时，受试验工况限制，采取错齿啮合方式，因此弯曲疲劳试验结果仅具有一定的参考性，综合分析可知需对初始修形参数进行优化。 在齿轮优化修形设计中，齿向修形改为适用于本文啮合歪斜度较小情况的齿端修形方式，齿廓修形仍旧采用齿顶修形方式。建立齿轮优化修形数学模型，并分析不同修形参数对齿轮修形效果的影响，从而确定适合的优化修形参数。通过优化修形，降低了齿轮的传动误差，且齿轮传动运转较初始修形后平稳，能够降低齿轮传动过程中的振动和噪声;同时齿向载荷分布较初始修形更加均匀，从而提高了齿轮的承载能力和使用寿命。本文提出的优化修形方案为变速器齿轮修形设计提供了一定的参考价值。 |
| 作者： | 史若男 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张瑞亮;王铁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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