變速器增速齒輪箱結(jié)構(gòu)分析及溫度場(chǎng)仿真.pdf

1、汽車(chē)變速器具有改變扭矩、轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到驅(qū)動(dòng)輪的方向等功能，作為汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件對(duì)整車(chē)的性能有著重要的影響。變速器試驗(yàn)臺(tái)是研究和改進(jìn)變速器性能的重要裝備。本文分析了國(guó)內(nèi)外汽車(chē)傳動(dòng)系試驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)，采用了轎車(chē)用橫置前驅(qū)變速器的加載試驗(yàn)臺(tái)的整體方案，并針對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的增速齒輪箱部分進(jìn)行了全面分析。增速齒輪箱作為該變速器試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)輸入單元。齒輪在嚙合過(guò)程中由于齒面摩擦力的存在降低了齒輪的傳動(dòng)效率，加快齒輪的破壞（膠合、點(diǎn)蝕），使齒輪

2、承載能力降低，減少了齒輪箱的使用壽命。因此，有必要對(duì)齒輪箱在工作過(guò)程中的齒輪本體的溫度場(chǎng)的大小和分布情況進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從而為齒面膠合現(xiàn)象的研究奠定了基礎(chǔ)，也為齒輪承載能力、齒輪修形、潤(rùn)滑系統(tǒng)等設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
　　本文基于齒輪嚙合原理，齒輪動(dòng)力學(xué)，摩擦學(xué)和傳熱學(xué)，用Pro/E軟件建立三維模型，并用有限元軟件對(duì)模型進(jìn)行分析，本文主要研究工作內(nèi)容如下:
　　(1)分析了齒輪膠合失效，闡述了齒輪本體溫度場(chǎng)研究的理論分析方法、重要

3、性和研究現(xiàn)狀，確定了以有限元法為求解方法。
　　(2)對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)外變速器試驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)并結(jié)合轎車(chē)橫置前驅(qū)變速器的特殊傳動(dòng)形式，確定并采用了功率流機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺(tái)總體方案及主要參數(shù);
　　(3)完成變速器齒輪增速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)齒輪增速箱的齒輪、軸、箱體等各零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了公式化校核。建立了參數(shù)化建模所需要的基本齒輪模型，通過(guò)Pro/E實(shí)現(xiàn)直齒輪參數(shù)化精確建模和齒輪箱的其他零件的建模，為有限元分析奠定基礎(chǔ)。

4、　　(4)應(yīng)用傳熱學(xué)的知識(shí)，建立了齒輪穩(wěn)態(tài)本體溫度場(chǎng)的熱平衡方程以及邊界條件，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，以有限元分析方法和理論分析計(jì)算相結(jié)合對(duì)齒輪輪齒的各面換熱系數(shù)和嚙合齒面輸入摩擦熱進(jìn)行了分析計(jì)算;
　　(5)應(yīng)用ANSYS軟件進(jìn)行增速箱齒輪溫度場(chǎng)仿真，得到了齒輪本體溫度場(chǎng)的大小和分布情況，通過(guò)改變轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的值，對(duì)齒輪穩(wěn)態(tài)本體溫度場(chǎng)的影響情況進(jìn)行了比較、分析，對(duì)齒輪進(jìn)行了修行設(shè)計(jì)，并分析了修行后的溫度場(chǎng)變化。得出了具有指導(dǎo)意義的結(jié)論。