汽车变速器齿轮强度计算方法研究 摘要 汽车变速器齿轮强度的计算比较复杂,有些参数需通过多次选取和计算,才能达到设计要求,需要耗费大量的时间。通过学习研究一些国外变速器的齿轮计算方法,通过 VB6.0编程实现计算机辅助汽车变速器齿轮强度计算,找到一种简便的、快速的计算方法。同时使用S-N曲线对计算后的齿轮强度进行校核。 Solidworks是法国达索公司开发的集三维建模、运动模拟及有限元分析为一体的,功能强大且操作简单的机械设计软件。可对齿轮进行快速建模,并应用集成cosmosworks对啮合齿轮进行有限元分析,为设计提供依据。本文以某六档机械式汽车变速器为实例进行设计计算。 关键词:汽车变速器,齿轮强度计算,cosmosworks,VB 汽车变速器齿轮的强度计算和校核 1 .1 齿轮强度计算 1 .1 .1 变速箱齿轮的失效形式 通常变速箱齿轮损坏有三种形式:轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合。 齿轮在啮合过程中,轮齿表面将承受集中载荷的作用。轮齿相当于悬臂梁,根部弯曲应力很大,过渡圆角处又有应力集中,故轮齿根部很容易发生断裂。折断有两种情况:一是轮齿受足够大的突然载荷冲击作用导致发生断裂;二是受多次重复载荷的作用,齿根受拉面的最大应力区出现疲劳裂缝,裂缝逐渐扩展到一定深度,轮齿突然折断。变速箱齿轮折断多数是疲劳破坏。 齿面点蚀是闭式齿轮传动常出现的一种损坏形式。因闭式齿轮传动的齿轮在润滑油中工作,齿面长期受到脉动的接触应力作用,会逐渐产生大量与齿面成尖角的小裂缝。而裂缝中充满了润滑油,啮合时由于齿面互相挤压,裂缝中油压升高,使裂缝继续扩展,最后导致齿面表层一块块剥落,齿面出现大量扇形小麻点,此即齿面点蚀。理论上靠近节圆的根部齿面处要较靠近节圆顶部齿面处点蚀更严重;互相啮合的齿轮副中,主动的小齿轮点蚀较严重。 在变速箱齿轮中,齿面胶核损坏的情况不多,故一般设计计算无须校核齿面胶合的情况。 齿轮计算载荷的确定在齿轮强度计算中占据至关重要的地位,而影响轮齿载荷的因素却有很多,也比较复杂,目前在国际上的各种齿轮强度计算方法的主要区别,就是对载荷影响因素的计算方法的不同。 为使齿轮能在预定的使用寿命内正常工作,应保证齿面具有一定的抗点蚀能力。影响接触疲劳强度的因素很多,如接触应力、齿面滑动速度、齿面润滑状态以及材料的性能和热处理等,根据赫兹(H.R.Hertz)导出的两弹性圆柱体接触表面最大接触应力的计算公式,可得齿轮齿面接触时的应力公...