探究后桥主减速器齿轮错位量影响因素论文

探究后桥主减速器齿轮错位量影响因素论文

前言

后桥主减速器是前置后驱汽车噪声和振动的重要来源。当今汽车广泛采用准双曲面齿轮作为主减速器的传动元件，主减速器齿轮包括一对大齿轮和小齿轮。在承受载荷时，由于主减速器壳体、轴承、齿轮轴以及齿轮本身的变形，使得大、小齿轮偏离理想啮合位置，产生了齿轮的错位量。如果错位量过大，将会使得齿轮不能良好啮合，容易引起振动和噪声问题。因此，研究分析主减速器齿轮错位量的影响因素和变化规律，对于优化主减速器结构、减小齿轮错位量和改善NVH性能，具有重要意义。

本文将使用传动系统运动分析软件MASTA和有限元分析软件NASTRAN建立主减速器的运动仿真模型，对主减速器的运动进行仿真计算，从而得到主减速器齿轮错位量的大小，并通过改变相关结构的方法研究主减速器齿轮错位量的影响因素和变化规律，进而总结出造成主减速器齿轮错位量的结构因素及其贡献量。

1准双曲面齿轮的错位量

错位量是描述齿轮实际啮合状态跟理想啮合状态之间的差别的.参数。对于准双曲面齿轮，常用图所示的4个参数来描述其错位量。

2主减速器齿轮错位量分析

2.1建立主减速器运动仿真模型

本文使用传动系统运动仿真软件MASTA以及有限元分析软件NASTRAN建立主减速器的运动仿真模型，仿真模型由小齿轮、大齿轮、差速器行星齿轮及半轴齿轮、齿轮轴、主减速器壳、差速器壳和轴承等组成。

2.2功率流分析

仿真模型建好后，应首先运行功率流分析，以检查模型的准确性。通过功率流分析，还可得到主减速器齿轮轮齿的接触应力、弯曲应力和齿轮寿命预测，轴承的受力情况等。

2.3系统变形分析

通过系统变形分析，可以得到系统中各部件在运行时的变形情况。对于准双曲面齿轮来说，我们主要关注的是齿轮的错位量。在不考虑制造和装配误差的情况下，主减速器齿轮错位量主要受主减速器自身结构影响，同时与运行工况有关。将运行工况设置为对应于发动机最大扭矩的工况，当变速器档位为一档时，主减速器将达到可能的最大负荷。

3主减速器齿轮错位量影响因素研究

3.1主减速器壳体对齿轮错位量的影响

在仿真模型中，主减速器壳体是一个有限元模型，它的刚度由壳体本身的结构决定。在主减速器运行时，壳体发生变形，使得壳体上的轴承座产生位移，进而通过轴承和齿轮轴的变形对齿轮啮合产生影响，使齿轮产生错位量。

3.2轴承刚度对齿轮错位量的影响

主减速器中使用了4个滚动轴承，分别是输入轴前、后轴承以及左、右半轴轴承。滚动轴承主要由内圈、外圈和圆锥滚子组成，在承受载荷时，轴承内、外圈之间将发生相对移动，可能会使大齿轮和小齿轮偏离理想啮合位置，错位量增大。

轴承内、外圈之间的相对位移由载荷和轴承自身刚度决定。为研究轴承刚度对齿轮错位量的影响，可以将图4中的滚动轴承替换为刚度无穷大的理想轴承，比较两者错位量的差别，就可得出结果。

3.3轴承安装位置对齿轮错位量的影响

由于主减速器上的轴承一般是选用标准件，提高刚度有时是有困难的。在轴承型号已经确定的情况下，还可以通过优化轴承的安装位置来达到减小错位量的目的。本文将对轴承位置与主减速器齿轮错位量之间的关系进行研究分析。

4结论

本文使用MASTA建立了后桥主减速器的运动仿真分析模型，对主减速器的齿轮错位量ΔXP、ΔXW、ΔE和ΔΣ进行了分析计算，并且分析研究了形成齿轮错位量的结构因素以及各结构因素对错位量的贡献量大小。