接触分析和修形的综合应用kisssoft.ppt

齿轮修形和接触分析的应用相关背景知识整理可以假设:如果齿轮是理想的渐开线形状,达到绝对刚度并且无安装误差, 那么齿轮啮合就没有传递误差,也不会产生振动。但实际上,由于受到齿轮制造、安装误差及弹性变形等多种因素的影响,传递误差必然存在。齿轮是汽车变速箱动力传递的关键载体,也是变速箱噪声产生的主要来源。而啸叫是齿轮传动噪声中较为常见的现象。研究表明: 齿轮修形是解决齿轮箱齿轮啸叫问题的一个有效途径。前言(Preface) 相关背景知识整理对于传递误差的定义,一般来说,齿轮轮齿啮合的重合度大多不是整数, 在啮合过程中同时参与啮合的轮齿对数随时间作周期变化。轮齿在从齿根到齿顶啮合过程中,弹性变形各不相同。这些因素就会引起齿轮啮合过程中刚度的变化,而刚度激励就是指齿轮啮合过程中啮合综合刚度的时变引起的动态激励。如右图所示,主动轮齿廓 A须多转动一个角度δ使齿廓 A沿啮合线继续移动一个附加距离 TE之后, 齿廓 A才和 B’相啮合,这个附加的距离 TE就是传递误差。传递误差( Peak to Peak Transmission Error ) 相关背景知识整理显然啮合点由齿根向齿顶逐渐移动过程中各点对应的传递误差值各不相同。但是在啮合过程,我们只需要关注啮合产生的最大弹性变形量的一对齿轮的上、下峰值(对系统稳定性的影响最大),规定将该峰值的差值 Peak to Peak transmission Error 作为研究噪音问题的重要指标。传递误差( Peak to Peak Transmission Error ) 相关背景知识整理齿廓修形( Tooth Profile Modification ) 所以,由上图可知,各轮齿接触表面产生弹性形变,造成啮入啮出时偏离理论啮合位置,产生啮入和啮出冲击,并且会造成顶刃的刮行而破坏油膜厚度,在高温下极易产生齿面胶合。为了改善齿轮啮合,需要将发生干涉的部分进行适量修除(将会微量降低重合度),即齿廓修形。相关背景知识整理齿廓修形( Tooth Profile Modification ) 齿廓修形可以是两个齿轮都进行齿顶修缘,也可以只对其中一对齿轮同时进行齿顶修缘和齿根修整,而另一个齿轮不做处理(对小齿轮修形比较经济)。相关背景知识整理齿廓修形( Tooth Profile Modification ) KISSsoft 自动推荐的修形方案的功能,依据的是《 Gear Noise and Vibration 》这本书中介绍的计算准则,同时还参考了德国著名的文献、博士学术论文,因此推荐的数据有一定的参考价值,但我们建议实际的经验值作为首先,而软件的推荐值作为辅助。相关背景知识整理齿廓修形( Tooth Profile Modification ) 根据修形的长度可分为长修形和短修形。长修形为啮合起始点(或终止点) 到单双对齿交替处。短修形为啮合起始点(或终止点)到长修形的二分之一处。关于长修形和短修形方式孰轻孰重,众说纷纭,通过部分文献对多个目标参数计算比对后表明:短修形更具有优势。在金属齿轮领域,我们推荐使用短修形;塑料齿轮采用长修形形式比较常见。 AB C D E齿顶圆 LPSTC ( 长修形起始点) HPSTC (长修形起始点) 齿根圆节圆短修形起始点( ED 中间位置) FH 短修形起始点( AB 中间位置) 相关背景知识整理 K形图所谓 K形图,既是齿轮的齿形的波动必须在图纸要求所规定一个两包容线区域范围内,由于包容线的形状像 K,所以称其为 K形图。K形图除通常的齿形检查外, 对于确定和控制根切(如果出现的话)和齿形修正(例如齿顶和齿根修缘)都是非常有价值的。尽管很多公司都有自己的齿廓和齿向的判断图表,但是 AGMA 2000-A88 的K形图计量方法被认为是整个行业的标准, KISSsoft 显示的 K形图就是依照 AGMA 的标准得到的。相关背景知识整理齿廓修形图 phi: Angle of rotation 展开角度(接触轨迹) Fa: Profile deviation 齿廓偏差值 dNa: Active tip diameter 工作齿形起点 dNf: Active root diameter 工作齿形终点 dSa: End of control diameter 齿顶修形的起点 dSf: Start of control diameter 齿根修形的起点 dCa: Start of modification at tip 齿顶修形有效工作起点 dCf: Start of modification at root 齿根修形有效起点 dSm: Midpoint of the functional profile 有效齿廓中点