螺旋錐齒輪減速機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,因此在高速運轉(zhuǎn)時齒輪減速機噪音和振動顯著減少,同時螺旋錐齒輪減速機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比和緊湊的結(jié)構(gòu),正因為螺旋錐齒輪有這些優(yōu)點,所以在汽車主減速機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設(shè)計過程繁冗,效率低,采用傳統(tǒng)的設(shè)計方法設(shè)計一組較為合理的螺旋錐齒輪副要反復(fù)修正參數(shù)、多次校核計算,花費很長時間才能實現(xiàn)。螺旋錐齒輪減速機傳動過程中包含齒輪的接觸,而且隨著齒輪的轉(zhuǎn)動或變形,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)力的計算分析時需要準(zhǔn)確追蹤接觸前齒對的運動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)計以及校核上的一些缺點,首先研究了汽車主減速機螺旋錐齒輪減速機的參數(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)格的劃分對計算精度和計算時間的影響,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的摸態(tài)特性,計算出齒輪的前六階固有自振動頻率,并定性的提出減小齒輪的振動的一些措施。