乘用车变速器齿轮齿根弯曲应力测试及建模分析

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随着车辆传动系开发技术的不断发展,结构紧凑、高功率密度、高扭矩重量比已成为车辆传动系统的主要发展方向。而对于乘用车变速器产品开发而言,针对其关键零部件齿轮的开发,是整个变速器产品开发过程中重要的组成部分。目前,在乘用车变速器产品开发过程中齿轮失效是乘用车变速器失效的主要表现形式,主要体现在齿轮轮齿冲击断裂、弯曲疲劳破坏以及齿轮齿面点蚀等几个方面。因此针对齿轮强度的研究也越来越受到车辆制造行业的重视。但在国内,针对齿轮强度方面的研究工作却开展的较为粗糙,并且不能形成一整套的开发方法,难以满足车辆传动系统的发展需求。本文主要针对齿轮强度展开研究,并提出一整套的针对齿根弯曲应力计算、测试、分析及评价的方法。具体开展了以下研究内容:1.齿轮强度研究方法综述。综述目前国际上使用较广的齿轮强度研究方法。主要从解析法及试验法两个方面进行介绍。解析法包括基于赫兹应力的计算分析方法、基于国际标准ISO6336的齿轮强度计算和检测方法以及有限元法。试验法包括使用电阻应变计法对齿根弯曲应力开展的测试和研究。2.齿轮强度数学模型及有限元分析。研究齿轮强度计算的解析方法,建立齿根弯曲应力分析数学计算模型。基于ABAQUS的有限元软件的网格划分、边界条件设置等建模过程,进行齿轮强度分析。3.齿根弯曲应力测试分析。开发变速器齿轮齿根弯曲应力的测试方法,研究测试原理、工作过程,并对测试结果及测试精度进行详细分析。4.基于测试结果的评价方法。基于测试结果,分析对齿轮强度影响的显著因素,并探讨一种可以综合齿轮齿距、齿廓、齿向三者结构参数的一种新的统计分析和评价方法。以及对齿轮参数的有效控制。最后,对测试结果在产品设计、加工制造精度控制以及可靠性计算评估方面加以应用,并初步估计应用效果。从而保障齿轮开发的强度和可靠性。
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