基于Romax的新能源汽车减速器齿轮修形研究

以某增程式新能源汽车减速器系统为研究对象,Romax为研究平台。结合齿轮的微观修形理论,以传递误差、面载、齿根应力和接触应力作为优化目标,结合第二代遗传算法提出了一种以齿向鼓形量、齿向斜度、渐开线鼓形量、渐开线斜度综合修形的全新修形方法。通过对优化前后各目标参数的分析对比,得出修形后减小了传递误差、齿根应力等、改善了面载、应力偏载等问题,同时齿轮的传动性能得到了明显提升,其研究方法可更好地指导企业生产实践。

汽车变速器齿轮修形对齿轮疲劳寿命的影响研究

新能源卡车变速器齿轮受壳体变形影响易出现疲劳点蚀失效。针对壳体变形问题引入齿轮螺旋线补偿修形,利用Romax Designer对齿轮进行修形优化,改善齿轮的接触斑点,降低齿轮的最大接触应力。修形优化后的齿轮通过变速器疲劳耐久试验,对齿轮寿命提升约一倍。

基于MASTA的齿轮修形公差设计

针对目前齿轮修形仿真仅考虑传递误差最优解的问题,以某款新能源减速器的设计数据为基础,在MASTA中搭建了包含有限元的系统模型,结合仿真和经验公式提出了一种考虑加工公差的快速修形仿真方法。根据经验公式及加工能力制定齿形及齿向鼓形量的设计值及公差,利用软件仿真对压力角、螺旋角修形进行全因子分析,从而得到满足传递误差设计标准下的齿形齿向公差范围。然后按正态分布随机产生修形参数,对设计公差范围进行仿真校核,验证了修形范围的有效性,为减速器修形设计提供新思路。

基于随机森林算法的动车组传动齿轮修形研究

动车组齿轮传动过程中存在齿轮啮合冲击,加剧了齿轮箱的振动,影响齿轮箱服役安全。为此,文章在SIMPACK中建立了含有齿轮传动系统的某动车刚柔耦合动力学模型,搭建了SIMPACK-ISIGHT仿真平台,计算了传动齿轮最佳修形参数,研究了其对齿轮箱振动的优化效果。以齿轮箱在动车速度为200 km/h、250 km/h、300 km/h和350 km/h时的振动加速度均方根值为响应进行了试验设计,试验结果表明,齿轮修形参数的变化对齿轮箱垂向振动加速度影响较大,而对横向振动加速度影响较小。基于随机森林算法建立代理模型,采用NSGA-Ⅱ算法调用代理模型进行了齿轮修形参数的寻优计算,将齿轮箱垂向振动加速度均方根值减小量作为优化率,以各速度下优化率的加权平均值为优化目标。优化结果表明:齿轮修形对各速度时的齿轮箱垂向振动加速度均方根值均有所优化,随着速度增加齿轮修形对齿轮箱垂向振动的优化效果逐渐变差。最后,以平均分配权重所得的齿轮修形参数为例,对比齿轮修形前后齿轮箱垂向振动加速度的变化。计算结果表明:在时域上,齿轮修形后各速度时的齿轮箱垂向振动加速度的幅值有所减小;在频域上,齿轮箱各速度时的垂向振动加速度在齿轮啮合频率处的幅值大幅减小,平均减小量为65.01%。

计入齿轮修形的时变啮合刚度计算模型研究

针对精密齿轮的综合修形,建立了考虑耦合修形的时变啮合刚度优化分析模型(IAM)。在实际修形参数设计的基础上,推导了齿向鼓形修形和齿廓修形的齿面方程,提出了两种综合修形方法,给出了标准直齿圆柱齿轮、齿向鼓形齿轮、齿廓修形齿轮和综合修形齿轮时变啮合刚度的计算方法。该模型不需要依赖有限元法来确定相关系数,将该模型与已有模型进行了比较,并用有限元法进行了验证。结果表明,该模型在齿向鼓形修形、齿廓修形和综合修形的计算中具有较高的精度和计算效率。

轴承游隙对齿轮修形的影响分析

主要探讨轴承游隙对齿轮修形的影响,利用ROMAX软件对齿轮副建模分析,得到在不同轴承游隙工况下,对齿轮接触的影响,并求出对应工况齿面载荷分布系数,从而量化对齿轮安全系数的影响。在此基础上,提出了考虑轴承游隙情况齿轮修形优化方案,为提高齿轮传动的性能和可靠性提供了新的思路和方法。

基于啮合错位的斜齿圆柱齿轮修形研究

为了提升渐开线斜齿圆柱齿轮在实际工况下的齿面承载能力,对不同误差影响下产生啮合错位的齿轮副进行分析和优化。在考虑整个系统刚度影响的情况下,利用软件多次迭代计算得出齿轮副的系统啮合错位量,再引入受精度和公差等随机因素影响的随机啮合错位量,准确分析错位源和贡献程度,以此为依据计算判断齿轮微观修形的方式和修形量。分析了4种算例,分别为有系统错位,无随机错位和修形的齿轮传动;有系统错位和针对系统错位的修形,无随机错位的齿轮副;2种错位都有但无修形的齿轮副;2种错位都有且加以考虑了2种错位的修形的齿轮副。最后,对这4种算例的齿轮副作啮合质量的对比分析,验证修形对错位影响的补偿效果。

齿轮修形原理及应用

介绍了齿廓修形和齿向修形的基本原理,以某大型风力发电齿轮增速箱输出级宽斜齿轮副传动为例,对修形前后轮齿上载荷分布情况进行了对比分析。

渐开线直齿轮修形的有限元分析与研究

针对不同修形曲线对齿轮修形产生不同效果的问题,首先推导出了渐开线参数方程和修形曲线的齿廓参数方程,然后应用Pro/E建立了标准渐开线直齿轮与修形齿轮的三维模型,最后利用ANSYS Workbench的瞬态动力学模块对其进行了有限元分析;通过仿真得出了渐开线直齿轮和修形齿轮在啮合过程中的齿面接触应力的变化曲线。研究结果表明,在齿轮传动时的单双齿啮合交替时及啮入/啮出时,Walker修形曲线较直线修形曲线具有更好的修形效果,但同时两种修形曲线都导致了齿轮重合度的降低,增加了单齿啮合区,为修形齿轮的设计提供了数值实验依据。

宽斜齿轮修形有限元分析

应用有限元法考察了修形斜齿轮的轮齿接触和载荷分布。根据变形协调条件和力平衡关系建立了轮齿面接触分析有限元模型。宽斜齿轮副由一个渐开线齿轮和一个双鼓形齿轮组成,建立了齿轮传动装置整体有限元模型,开发了有限元网格划分程序。应用ANSYS软件考察了修形参数对轮齿上载荷分布和接触应力的影响。

基于最小动态传动误差波动量的斜齿行星轮系齿轮修形研究

为抑制系统的振动和噪声,以动态传动误差波动量为指标,研究了斜齿行星轮系的齿轮修形策略。采用集中参数法建立了斜齿行星轮系的弯—扭—轴—摆耦合动力学模型,进而运用Runge-Katta法求解了各齿轮副的动态传动误差;借助Romax软件,数值仿真了轮系中各齿面的接触载荷;齿轮未修形时,轮系中各啮合副的动态传动误差波动量大、齿面载荷分布不均、存在明显的啮入啮出冲击;因此,针对该斜齿行星轮系制定了齿向鼓形、齿廓渐开线的修形策略;基于齿轮啮合原理,推导了修形函数在啮合线上的分量,并将其计入行星轮系的动力学模型,再通过数值计算,获得计入齿轮修形效应的各啮合副动态传动误差;运用响应面法拟合出齿轮修形量与啮合副动态传动误差波动量之间含交叉项的二次多项式函数,取其最小值对应的设计变量值为内、外啮合副独立修形时的最佳修形量;在此基础上,以内、外啮合副独立修形时的最佳修形量为设计变量均值,进一步拟合出斜齿行星轮系综合修形的响应面函数,并通过求解函数最小值获得轮系最佳修形量组合;最后,比较了修形前、后斜齿行星轮系的动态特性。结果表明:所提的修形方法能有效改善齿面受载状况,使各齿轮副的动态传动误差波动量降低到4μm以内。

混合动力变速箱齿轮修形优化及试验验证

深度混合动力变速箱内的齿轮啮合产生的激振力引起箱体振动,齿轮接触状况不良噪音过大是变速箱的主要噪声来源。运用Kiss soft软件,建立了混合动力齿轮传动系统仿真模型,选取齿廓修形和齿向修形相结合的修形方案对齿轮进行优化改进,改善齿轮齿面接触状况和齿轮传动平稳性。为验证齿轮修形的优化效果,对比齿轮优化前后箱体的噪声情况,选取特定纯电动工况下,对混合动力系统进行噪声试验。试验结果表明:在齿轮修形优化之后,箱体的噪音明显降低,噪声、振动和声振粗糙度(noise,vibration,harshness,NVH)性能得到明显改善。

直齿行星传动齿轮修形优化设计方法

针对多个行星轮均布的大功率直齿行星传动系统,提出了优化齿轮修形参数的设计方法.取其中一路子系统建模,应用位移约束方程建立局部太阳轮边界位移协调关系,简化了有限元分析模型.为提高齿轮有限元模型的齿廓几何逼近精度,降低齿轮有限元规模,提高非线性接触分析的求解精度和效率,建立了齿轮接触区细化单元节点位移耦合模型.提出直齿轮修形齿面快速精确有限元建模方法,采用修形函数控制渐开线发生线长度修改齿面上的节点坐标,实现修形齿面快速精确重构,以齿面应力分布均匀为主要目标,迭代求解修形齿轮应力分布优化了齿轮修形参数.

NN型渐开线少齿差行星减速器承载能力实验及齿轮修形方法研究

针对NN型渐开线少齿差行星减速器的承载能力问题,在减速器载荷实验台上进行了样机承载能力的实验研究。该减速器传动系统中的双联齿轮偏载现象严重,为了改善双联齿轮的承载情况,首先,使用齿轮修形方法进行了双联齿轮的齿面修形和载荷虚拟仿真分析,降低了双联齿轮齿面的单位长度载荷,改善了双联齿轮的齿面载荷分布不均和齿面接触斑位置,并提高了双联齿轮的传动精度;然后,制造了齿轮修形后的样机;最后,在减速器载荷实验台上进行了样机承载能力的实验。研究结果表明:修形前该减速器具有很高的承载能力,但其传动系统中的双联齿轮偏载现象严重;在相同的实验条件下,齿轮修形后齿面接触斑位置居于齿面中心,齿面无磨损,改善了齿面载荷分布情况,降低了齿面的载荷,提高了减速器的承载能力。

轮拖变速箱齿轮修形设计、仿真与试验

以轮拖变速箱齿轮传动系统为研究对象,以ROMAX软件为平台,仿真分析了不同工况下传动轴的变形量和齿轮的位错量,对齿轮副进行几何微观修形设计,对比分析修形齿轮与未修形轮齿的单位长度载荷分布特点。在有限元环境下,分析了不同安装误差下修形齿轮副的接触应力和弯曲应力的分布规律。为了验证齿轮设计修形量的正确性,在轮拖变速箱试验台架上,对未修形齿轮与修形齿轮进行了振动测试,利用MATLAB程序对振动试验数据进行了频谱分析,其结果表明合理的修形量能明显降低齿轮副的振动。

基于改进PSO算法的掘进机减速器齿轮修形参数优化

通过分析减速器齿轮修形理论,提出一种改进的PSO算法来求解掘进机减速器齿轮最优修形参数组合,并利用Romax Designer软件对修形后齿轮的性能进行仿真分析。实验结果表明:太阳轮和行星轮的传动误差幅值分别降低了0.087 7、0.204 1μm;齿轮传动过程中所受载荷集中在齿中心,外力载荷分布均匀,避免了载荷偏载情况的发生;振动加速度明显降低,可以进一步提升减速器齿轮的传动性能,能够作为减速器及类似机械零件的设计和改进方法。

锥面砂轮磨齿机齿轮修形CNC控制方法的研究

在锥面砂轮型磨齿机上进行数控改造，对齿轮修形的ＣＮＣ控制方法进行了研究和应用，并与传统的齿轮修形方法进行比较。

齿轮修形及其实现方法研究

介绍了齿轮齿形修形和齿向修形两种修形方法及修形齿轮的加工方法。齿形修形利用一对啮合齿的综合刚度来确定最大修形量,并在求出修形长度之后确定修形曲线方程;齿向修形同时考虑接触变形和歪斜度等因素来确定鼓形齿的最大鼓形量,并根据有效接触齿宽求出最大鼓形量的中心距。由有限元接触分析,验证了修形齿轮可以减小啮合应力集中,使齿轮传动更平稳。

基于KISSsoft软件的900kW行星齿轮减速机齿轮修形

齿轮修形是改善齿轮传动性能,提高承载能力的重要途径。使用KISSsoft软件对PBZF系列900 k W行星齿轮减速机的齿轮修形参数进行优化。分析齿轮修形前后齿面载荷及传递误差,结果表明齿轮修形后可以有效改善其传动性能。

重载越野车辆传动系统齿轮修形方法的研究

探讨了齿轮修形的目的和意义,对常用修形方法进行了介绍分析。以某重载越野车辆传动系统为实例,具体阐述了三维修形方法。在分析传动系统变形和支承结构刚度的基础上,根据三维修形曲面以及误差、载荷密度最小化原则计算确定齿轮修形量。最后通过修形前后台架试验验证了齿轮三维修形的效果,解决了该型号传动系统齿轮的偏载问题。