螺旋錐齒輪減速機(jī)齒輪副的大小齒輪具有大小相等、方向相反的螺旋角,其重合度明顯大于直齒錐齒輪副,因此在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪減速機(jī)噪音和振動(dòng)顯著減少,同時(shí)螺旋錐齒輪減速機(jī)齒輪副的小齒輪的齒數(shù)可以相對減少,從而得到較大的傳動(dòng)比和緊湊的結(jié)構(gòu),正因?yàn)槁菪F齒輪有這些優(yōu)點(diǎn),所以在汽車主減速機(jī)齒輪中得到了廣泛的應(yīng)用。

但是傳統(tǒng)的弧齒錐齒輪減速機(jī)設(shè)計(jì)過程繁冗,效率低,采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)一組較為合理的螺旋錐齒輪副要反復(fù)修正參數(shù)、多次校核計(jì)算,花費(fèi)很長時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。螺旋錐齒輪減速機(jī)傳動(dòng)過程中包含齒輪的接觸,而且隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或變形,接觸位置和接觸區(qū)域的大小均是變化的,因此,齒輪嚙合是多個(gè)非線性問題互相耦合的復(fù)雜問題,在對螺旋錐齒輪進(jìn)行有限元接觸應(yīng)力的計(jì)算分析時(shí)需要準(zhǔn)確追蹤接觸前齒對的運(yùn)動(dòng)及接觸后齒對之間的相互作用。

文章針對螺旋錐齒輪的設(shè)計(jì)以及校核上的一些缺點(diǎn),首先研究了汽車主減速機(jī)螺旋錐齒輪減速機(jī)的參數(shù)化建模方法,應(yīng)用UG二次開發(fā)語言,進(jìn)行汽車主減速器螺旋錐齒輪模塊的開發(fā);然后利用ANSYS的數(shù)據(jù)接口,將中生成的CAD幾何模型導(dǎo)入ANSYS,重點(diǎn)分析有限元模型建立過程中單元類型的選擇以及網(wǎng)格的劃分對計(jì)算精度和計(jì)算時(shí)間的影響,建立了合理的有限元分析模型,對螺旋錐齒輪進(jìn)行有限元接觸應(yīng)力以及齒根彎曲應(yīng)力的分析,在一個(gè)嚙合周期內(nèi),分析汽車主減速器螺旋錐齒輪從零速帶載啟動(dòng)至低速和正常速度兩種工況下的受力情況,得出螺旋錐齒輪在嚙合過程中齒輪的接觸狀態(tài),接觸應(yīng)力,齒根彎曲應(yīng)力隨嚙合位置變化的規(guī)律;文章還分析汽車主螺旋錐齒輪減速機(jī)的摸態(tài)特性,計(jì)算出齒輪的前六階固有自振動(dòng)頻率,并定性的提出減小齒輪的振動(dòng)的一些措施。