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GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日齿轮设计齿轮组GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日 一、变速器齿轮设计 二、齿轮基本参数及定义 三、齿轮啮合参数 四、齿轮微观参数 五、齿轮 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 六、变速箱齿轮主要材料以及热处理 七、齿轮优化设计及强度计算 八、齿轮微观参数优化 九、齿轮加工 十、齿轮失效模式 十一、齿轮测量主要内容：齿轮设计教程GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日1、概述变速器用来改变发动机传到驱轮上的转矩和转速，目的是在各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器由变速传动机构和操纵机构组成。变速器的基本设计要求：1）保证汽车有必要的动力性和经济性。2）设置空档，用来切断发动机的动力传输。3）设置倒档，使汽车能倒退行驶。4）设置动力输出装置。5）换档迅速、省力、方便。6）工作可靠。变速器不得有跳档、乱档及换档冲击等现象发生。7）变速器应有高的工作效率。8）变速器的工作噪声低。除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。一、变速器齿轮设计GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日2、中间轴式变速器的特点中间轴式变速器传动 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的共同特点是：(1)设有直接档；(2)一档有较大的传动比；(3)档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，档位低的齿轮（一档）可以采用或不采用常啮合齿轮传动；(4)除一档以外，其他档位采用同步器或啮合套换档；(5)除直接档以外，其他档位工作时的传动效率略低。图1中的中间轴式四档变速器传动方案示例的区别为图1a、b所示方案有四对常啮合齿轮，倒档用直齿滑动齿轮换档，图1c所示传动方案的二、三、四档用常啮合齿轮传动，而一、倒档用直齿滑动齿轮换档。图1中间轴式四档变速器传动方案一、变速器齿轮设计GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日图2为中间轴式五档变速器传动方案。图2a所示方案，除一、倒档用直齿滑动齿轮换档外，其余各档为常啮合齿轮传动。图2b、c、d所示方案的各前进档，均用常啮合齿轮传动；图2d所示方案中的倒档和超速档安装在副箱体内，可以提高轴的刚度、减少齿轮磨损和降低工作噪声。图2中间轴式五档变速器传动方案凡采有常啮合齿轮传动的档位，其换档方式可以用同步器或啮合套来实现。同一变速器中，档位高的用同步器换档，档位低的用啮合套换档。一、变速器齿轮设计GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日图3为中间轴式六档变速器传动方案。图3a所示方案中的一档、倒档和图3b所示方案中的倒档用直齿滑动齿轮换档，其余各档均匀常啮合齿轮。常啮合齿轮传动的档位，其换档方式可以用同步器或啮合套来实现。同一变速器中，一定是档位高的用同步器换档，档位低的用啮合套换档。图3中间轴式六档变速器传动方案一、变速器齿轮设计GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日图4为常见的倒档布置方案。图4b方案的优点是倒档利用了一档齿轮，缩短了中间轴的长度。但换档时有两对齿轮同时进入啮合，使换档困难。图4c方案能获得较大的倒档传动比，缺点是换档程序不合理。图4d方案对4c的缺点做了修改。图4e所示方案是将一、倒档齿轮做成一体，将其齿宽加长。图4f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮，档换更为轻便。图4倒档布置方案为了缩短变速器轴向长度，倒档传动采用图4g所示方案。缺点是一、倒档各用一根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。一、变速器齿轮设计GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日3、变速器主要参数的选择 增加变速器的档数，能够改善汽车的动力性和经济性。档数越多，变速器的结构越复杂，使轮廓尺寸和质量加大，而且在使用时换档频率也增高。在最低档传动比不变的条件下，增加变速器的档数会使变速器相邻的低档与高档之间的传动比比值减小，使换档工作容易进行。档数选择的要求：相邻档位之间的传动比比值在1.8以下。高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。目前，轿车一般用5～6个档位变速器，货车变速器采用5～6个档或多档，多档变速器多用于重型货车和越野汽车。 两者相比较：斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、工作时噪声低的优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力。 变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮。直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒档。a）齿轮形式：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮b）档数一、变速器齿轮设计GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日c)传动比范围一个齿轮副的传动比，是指主动齿轮（角标a）角速度（转速）与从动齿轮（角标b）角速度之比。一、变速器齿轮设计变速器的传动比范围是指变速器最低档传动比与最高档传动传动比的比值。传动比范围的确定与选定的发动机参数、汽车的最高车速和使用条件等因素有关。目前乘用车的传动比范围在3~6之间，轻型商用车在5~8之间，其它商用车则更大。GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日一、变速器齿轮设计d)齿数比一个齿轮副的齿数比，是指从动轮齿数与主动轮齿数之比：GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日4、中心距A对中间轴式变速器，中间轴与第二轴之间的距离称为变速器中心距A。变速器中心距是一个基本参数，对变速器的外形尺寸、体积和质量大小、轮齿的接触强度有影响。中心距越小，轮齿的接触应力越大，齿轮寿命越短。因此，最小允许中心距应当由保证轮齿有必要的接触强度来确定。初选中心距A时，可根据下面的经验公式计算式中，KA—中心距系数，轿车：KA=8.9～9.3，货车：KA=8.6～9.6，多档变速器：KA=9.5～11.0。轿车变速器的中心距在65～80mm范围内变化，货车的变速器中心距在80～170mm范围内变化。一、变速器齿轮设计GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日1、模数：基本齿条模数是齿距除以圆周率所得到的商（见图5）齿轮模数选取的一般原则：1）为了减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽；2）为使质量小些，应该增加模数，同时减少齿宽；3）从工艺方面考虑，各档齿轮应该选用一种模数；4）从强度方面考虑，各档齿轮应有不同的模数。对于轿车，减少工作噪声较为重要，因此模数应选得小些；对于货车，减小质量比减小噪声更重要，因此模数应选得大些。所选模数值应符合国家标准的 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 。变速器齿轮模数范围大致如下：微型、普通级轿车中级轿车中型货车重型货车2.25～2.752.75～3.003.5～4.54.5～6.0二、齿轮基本参数及定义图5法面基本齿条齿廓GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日2、齿数：轮齿的齿数，在齿轮的端面上，沿顺时针，用齿1、齿2等标记，如果用N标识当前齿，则N+1标识下一齿，N-1标识反方向的齿。轮齿z的方向和标识，见图6；外齿圆柱齿轮的齿数z，在一般公式中，以正值的形式出现，内齿圆柱齿轮（内齿圈）的齿数，以负值的形式出现；二、齿轮基本参数及定义图6基准面上轮齿和齿槽的数量GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日3、压力角α压力角较小时，重合度较大，传动平稳，噪声较低；压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对于轿车，为了降低噪声，应选用14.5°、15°、16°、16.5°等小些的压力角。对货车，为提高齿轮强度，应选用22.5°或25°等大些的压力角。国家规定的标准压力角为20°，所以普遍采用的压力角为20°。二、齿轮基本参数及定义图7渐开线参数GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日4．螺旋角β齿轮的螺旋角对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力有影响。选用大些的螺旋角时，使齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳、噪声降低。试验证明：随着螺旋角的增大，齿的强度相应提高，但当螺旋角大于30°时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。因此，从提高低档齿轮的抗弯强度出发，并不希望用过大的螺旋角；而从提高高档齿轮的接触强度着眼，应当选用较大的螺旋角。二、齿轮基本参数及定义图8斜齿圆柱齿轮：导程、螺旋角β、导程角γGETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日5、齿宽b齿宽对变速器的轴向尺寸、齿轮工作平稳性、齿轮强度和齿轮工作时受力的均匀程度等均有影响。选用较小的齿宽可以缩短变速器的轴向尺寸和减小质量。但齿宽减少使斜齿轮传动平稳的优点被削弱，齿轮的工作应力增加。选用较大的齿宽，工作时会因轴的变形导致齿轮倾斜，使齿轮沿齿宽方向受力不均匀并在齿宽方向磨损不均匀。通常根据齿轮模数m（mn）的大小来选定齿宽b：直齿：b=Kcm，Kc为齿宽系数，取为4.5～8.0斜齿：b=Kcmn，Kc取为6.0～ 8.5啮合套或同步器接合齿的工作宽度初选时可取为（2～4）mm。第一轴常啮合齿轮副的齿宽系数Kc可取大些，使接触线长度增加、接触应力降低，以提高传动平稳性和齿轮寿命。二、齿轮基本参数及定义图9齿宽b,有效齿宽bFGETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日6．齿轮变位系数采用变位齿轮的原因：1）配凑中心距；2）提高齿轮的强度和使用寿命；3）降低齿轮的啮合噪声。变位系数的选择原则：1）对于高档齿轮，应按保证最大接触强度和抗胶合及耐磨损最有利的原则选择变位系数。2）对于低档齿轮，为提高小齿轮的齿根强度，应根据危险断面齿厚相等的条件来选择大、小齿轮的变位系数。3）总变位系数越小，齿轮齿根抗弯强度越低。但易于吸收冲击振动，噪声要小一些。为了降低噪声，对于变速器中除去一、二档以外的其它各档齿轮的总变位系数要选用较小一些的数值。一般情况下，随着档位的降低，总变位系数应该逐档增大。一、二档和倒档齿轮，应该选用较大的值。二、齿轮基本参数及定义图10变位齿轮GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日7．齿轮各部分的名称和符号1)齿顶圆:过齿轮各齿顶所作的圆，其直径和半径分别用da和ra表示。2)齿根圆:过齿轮各齿槽底部的圆，其直径和半径分别用df和rf表示。3)分度圆:齿顶圆和齿根圆之间的圆，是计算齿轮几何尺寸的基准圆其直径和半径分别用d和r表示。4)基圆:形成渐开线的圆，其直径和半径分别用db和rb表示。5)齿顶高、齿根高及齿全高:齿顶高为分度圆与齿顶圆之间的径向距离，用ha表示；齿根高为分度圆与齿根圆之间的径向距离，用hf表示；齿全高为齿顶圆与齿根圆之间的径向距离，用h表示，显然h=ha+hf。6)齿厚、齿槽宽:在半径为rk的圆周上，一个轮齿两侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿厚，用sk表示；在此圆周上，一个齿槽两侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用ek表示；二、齿轮基本参数及定义图11齿轮各部分的尺寸和符号GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日8、任意圆齿厚图为外齿轮的一个轮齿，si为轮齿任意半径ri的圆周上的弧齿厚，s为其分度圆上的弧齿厚，其中si和s分别对应的中心角为φi和φ，则：二、齿轮基本参数及定义图12任意圆齿厚则任意圆齿厚为：齿顶圆齿厚：基圆齿厚：GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日9、左旋和右旋如外轮齿和内轮齿的螺旋齿线与一条右旋螺旋线（左旋螺旋线）是一致的。那么齿面方向为右旋（左旋）。二、齿轮基本参数及定义图13旋向GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日10、左齿面和右齿面按照DIN3960，正对基准面进行观察，看到齿和齿顶，则右齿面在右边，左齿面在左边。二、齿轮基本参数及定义图14齿面定义GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日11、工作面和非工作面工作齿面是指轮齿上的一个齿面，它与配对齿轮的齿面相啮合并传递运动。工作齿面的异侧齿面是非工作齿面。二、齿轮基本参数及定义图15工作面与非工作面GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日1、正确啮合条件斜齿轮的正确啮合条件为：1）两齿轮的法向模数和法向压力角应分别相等；2）两斜齿轮螺旋角应满足：外啮合时，旋向相反；内啮合时，旋向相同；2、齿顶隙Tipclearance齿顶隙，是指某一齿轮的齿顶圆与其配对齿轮齿根圆间的距离。见图16.一般齿轮设计时，要保证有最小0.2mn顶隙;三、齿轮啮合参数图16齿轮顶隙GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日3、啮合线上的名称和值三、齿轮啮合参数图17外齿轮副啮合线上的名称和值GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日4、重合度端面重合度，是指端面作用角与齿距角之比，或指啮合轨迹与端面啮合齿距之比：理论上，ε=1就能保证连续传动，但由于齿轮的制造和安装误差以及传动中轮齿的变形等因素，必须使ε＞1。重合度的大小，表明同时参与啮合的齿对数的多少，其值大则传动平稳，每对轮齿承受的载荷也小，相对地提高了齿轮的承载能力。三、齿轮啮合参数图18重合度GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日5、侧隙两个相配齿轮的工作齿面相接触时，在两个非工作齿面之间所形成的间隙。侧隙有端面齿廓法向侧隙jbt，法向侧隙jbn，圆周侧隙jwt，径向侧隙jr，见图19。三、齿轮啮合参数图19侧隙GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日四、齿轮微观参数图20齿轮微观参数齿廓倾斜偏差fHα：增加材料为正；减少材料为负齿形鼓形量Cα：凸为正；凹为负齿顶修形量Ca：增加材料为正；减少材料为负螺旋线倾斜偏差fHβ：螺旋角增大为正；螺旋角减小为负齿向鼓形量Cα：凸为正；凹为负弯曲：增加材料为正；减少材料为负GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日五、齿轮标准目前齿轮主要的标准如下： 标准标号 名称 备注 GB/T14230-1993 齿轮弯曲疲劳强度试验方法 GB/T14229-1993 齿轮接触疲劳强度试验方法 GB/T13924-1992 渐开线圆柱齿轮精度检验 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 GB/T13672-1992 齿轮胶合承载能力试验方法 GB/T12473-1990 小模数圆柱齿轮减速器通用技术条件 GB/T10095.1-2001 渐开线圆柱齿轮-精度第1部分：轮齿的齿面偏差的定义和允许值 GB/T10095-2-2001 渐开线圆柱齿轮-精度第2部分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值 GB/T10090.1988 圆柱齿轮减速器基本参数 GB/T8539-2000 齿轮材料及热处理质量检验的一般规定 ISO6336.5:1996 GB/T6084-2001 齿轮滚刀通用技术条件 ISO4468:1982 GB/T3481-1997 齿轮轮齿磨损和损伤术语 GB/T3480-1997 渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法 ISO6336-1~-3:1996 GB/T2821-2003 齿轮几何要素代号 ISO701:1998 GB/T2363-1990 小模数渐开线圆柱齿轮精度 ISO/R1122/1-1983 GB/T1357-2008 渐开线圆柱齿轮模数 ISO54:1996 GB/T1356-2001 通用机械和重型机械用圆柱齿轮-标准基本齿条齿廓 ISO53:1998GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日五、齿轮标准 标准标号 名称 备注 JISB0102-1999 齿轮术语词汇.几何图形的定义 日文 JISB0121-1999 国际齿轮符号表示法.几何数据符号 日文 JISB0160-1999 齿轮.齿轮齿的磨损和损害.术语 日文 JISB0174-1991 齿轮刀具.词汇 日文 JISB1701-1-1999 一般和重型机械用圆柱型齿轮.第1部分：原始齿形 日文 JISB1701-2-1999 一般和重型机械用圆柱型齿轮.第1部分：模数 日文 JISB1702-1-1998 圆柱齿轮.ISO精度体系.第1部分：齿轮啮合对应齿根面的相应偏差定义和容许值 日文 JISB1702-2-1998 圆柱齿轮.ISO精度体系.第2部分：径向复合偏差和摆动信息相关的偏差定义和容许值 日文 JISB1751-1976 校准用圆柱齿轮 日文 JISB1755-1999 正齿轮和斜齿轮的负荷能力的计算.材料的强度和质量 日文 JISB1756-2008 齿轮.磨削后表面回火腐蚀的检验 日文 JISB4232-1996 渐开线齿轮铣刀 日文 JISB4350-2002 齿轮刀具.齿形和尺寸 日文 JISB4354-1998 齿轮滚刀.第1部分:实心滚刀尺寸 日文 JISB4355-1998 齿轮滚刀.第2部分:精度要求 日文 JISB4356-1996 小齿轮插齿刀 日文GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日五、齿轮标准 标准标号 名称 备注 DIN39601987 渐开线啮合的圆柱齿轮副和圆柱齿轮的概念和参数 英文 DIN39611978 圆柱齿轮啮合公差基础 英文 DIN3962-11978 圆柱齿轮啮合公差单一参数偏差的公差 英文 DIN3962-21978 圆柱齿轮啮合公差齿线偏差的公差 英文 DIN3962-31978 圆柱齿轮啮合公差节距偏差的公差 英文 DIN39641980 圆柱齿轮箱的轴中心距偏差和轴位置公差 英文 DIN39681960 渐开线正齿轮用单头滚铣刀的公差 英文 DIN3990-11987 圆柱齿轮承载能力计算引言和一般影响因素 英文 DIN3990-21987 圆柱齿轮承载能力计算耐点蚀计算 英文 DIN3990-31987 圆柱齿轮承载能力计算齿根承载能力计算 英文 DIN3990-41987 圆柱齿轮承载能力计算啮合承载能力计算 英文 DIN3990-51987 圆柱齿轮承载能力计算疲劳极限和材料质量 英文 DIN3990-211989 圆柱齿轮承载能力计算快速齿轮和类似要求齿轮的应用标准 英文 DIN3990-411990 圆柱齿轮承载能力计算汽车变速箱的使用标准 英文 DIN39921964 外啮合圆柱齿轮的齿廓变位 英文 DIN39941963 啮合的直齿圆柱齿轮齿廓变位导言 英文 DIN80001962 渐开线正齿轮用滚铣刀的测定尺寸与误差基本概念 英文GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日1、齿轮材料选择的要求齿轮材料对齿轮的承载能力和结构尺寸影响很大，合理选择齿轮材料是设计重要内容之一。选择齿轮材料应考虑如下要求：1）齿面应有足够的硬度，保证齿面抗点蚀、抗磨损、抗胶合和抗塑性变形的能力；2）轮齿心部应有足够的强度和韧性，保证齿根抗弯曲能力；此外，还应具有良好的机械加工和热处理工艺性及经济性等要求。2、常用齿轮材料及热处理制造齿轮材料以锻钢（包括轧制钢材）为主，其次是铸钢、铸铁，还有有色金属和非金属材料等。1)锻钢制造齿轮的锻钢中以合金钢最为常用，不重要的齿轮采用碳钢。锻钢按热处理方法可分为两类。(1)调质齿轮用钢常用材料有40Cr、42SiMn、35CrMo、40CrNiMo、30CrNi3及45号碳钢等。一般经调质或正火处理后切齿，齿轮精度一般为8级，高精度切齿可达7级，齿面硬度≤350HBS，称为软齿面齿轮。一对软齿面齿轮啮合，由于小齿轮啮合次数比大齿轮多，小齿轮易磨损，为了使大、小齿轮寿命接近相等，应使小齿轮的齿面硬度比大齿轮高30-50HBS。软齿面齿轮用于齿轮尺寸紧凑性和精度要求不高，载荷不大的中低速场合。(2)表面硬化齿轮用钢齿面硬度＞350HBS的齿轮称为硬齿面齿轮。轮坯切齿后经表面硬化热处理，形成硬齿面，再经磨齿后精度可达6级以上。与软齿面齿轮相比，硬齿面齿轮大大提高齿轮的承载能力，结构尺寸和重量明显减小，综合经济效益显著提高。我国齿轮制造业已普遍采用合金钢及硬齿面、磨齿、高精度、轮齿修形等工艺方法，生产硬齿面齿轮。常用表面硬化热处理主要有：表面淬火、渗碳淬火、渗氮（氮化）、碳氮共渗六、变速箱齿轮常用材料以及热处理GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日（2）铸钢铸钢的力学性能稍低于锻钢。当齿轮尺寸较大而轮坯难以锻造时，可用铸钢，切齿前须经退火、正火及调质处理。（3）铸铁　　灰铸铁的抗弯及耐冲击能力都很差，但它易铸造、易切削，具有良好的耐磨性和消震性，成本低廉。可用于低速、载荷不大的开式齿轮传动。　　球墨铸铁的强度比灰铸铁高得很多，具有良好的韧性和塑性。在冲击不大的情况下，代替钢制齿轮。（4）有色金属和非金属材料　　有色金属（如铜合金、铝合金）用于有特殊要求的齿轮传动。　　非金属材料的使用日益增多，常用有夹布胶木和尼龙等工程塑料，用于低速、轻载、要求低噪声而对精度要求不高的场合。由于非金属材料的导热性差，故需与金属齿轮配对使用，以利于散热。六、变速箱齿轮常用材料以及热处理GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日常用齿轮材料及其机械特性六、变速箱齿轮常用材料以及热处理GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日1、齿轮分析CAE软件介绍GJT目前使用Romaxdesigner软件，模拟变速器使用工况，对变速器齿轮耐久性和NVH进行分析，完成齿轮宏观和微观参数的优化，满足顾客对变速器耐久和NVH的需求。 七、齿轮优化设计及强度计算图21齿轮分析CAE软件RomaxDesigner介绍： 3D变速器设计和分析工具 高级专业软件 用于下述项目的静态分析 轴承的受力（壳体设计） 轴承耐久性 轴的受力 轴的弯矩 轴的偏转和位移 轴的应力 齿轮啮合错位 齿轮耐久（齿根和齿面） 变速箱抗扭刚度 用于下述项目的动态分析 轴的特征模态 轴的特征频率 变速箱NVH动态传递函数GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日七、齿轮优化设计及强度计算2、齿轮优化设计1）输入齿轮优化目标接触安全系数：≥1.00.9可接受弯曲安全系数：≥1.11.0可接受 图22齿轮优化目标GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日七、齿轮优化设计及强度计算2）输入齿轮优化参数可优化的参数有：螺旋角(Helixangle)小齿轮齿数(Pinionteeth）压力角(Pressureangle)变位系数（x1) 图23输入优化参数GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日七、齿轮优化设计及强度计算3）优化结果根据优化目标，选定一组优化的参数；图24优化结果GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日七、齿轮优化设计及强度计算3、齿轮强度计算计算步骤：1）按变速器要求，建立CAE模型；2）按项目要求，输入计算工况；3）按设计要求，输入齿轮的参数（齿面粗糙度、精度等级以及强度计算标准）4）根据设计要求以及评价标准，考核齿轮和轴承的强度； 图25齿轮强度计算GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日八、齿轮微观参数优化1、齿轮微观优化参数可以对齿轮以下微观参数进行优化:齿廓倾斜偏差fHα;齿形鼓形量:Cα;齿顶修形：Ca螺旋线倾斜偏差：fHβ齿向鼓形量:Cβ 图26齿轮微观优化参数GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日八、齿轮微观参数优化2、齿轮微观优化目标a)TE传动系统误差要尽量的小；b)应力曲线无偏载； 图28齿面应力分布图图27TE特性曲线GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日1、渐开线齿形的加工原理a)仿形法图29仿形法加工齿轮九、齿轮加工GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日b)范成法1).齿轮插刀图30用插齿刀加工齿轮九、齿轮加工GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日2).齿条插刀图31齿条插刀加工齿轮九、齿轮加工GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日(3)齿轮滚刀图32齿轮滚刀加工齿轮九、齿轮加工GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日2、根切a)如图所示，用范成法切制齿轮的过程中，有时刀具会把齿轮根部已加工好的渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为根切。根切将削弱齿根的强度，甚至可能降低重合度，影响传动质量，应尽量避免。b)避免根切的方法：图33齿轮根切现象1）标准齿轮不产生根切的最少齿数条件2）变位齿轮不产生根切的最小变位系数3)改变齿顶高系数和压力角减小齿顶高系数ha*或加大压力角α，均可提高齿轮避免根切的能力。但是，这样需要采用非标准刀具，成本将增加，一般情况不宜采用。九、齿轮加工GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日采用正变位齿轮，增大齿根过渡圆角半径，提高齿轮制造精度和安装精度，采用表面强化处理（如强力抛丸、碾压）等，都可以提高轮齿的抗折断能力。十、齿轮失效模式齿轮传动的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等五种。齿轮其他部分（如齿圈、轮辐、轮毂等）失效很少发生，通常按经验设计。1、轮齿折断轮齿在工作过程中，齿根部受较大的交变弯曲应力，并且齿根圆角及切削刀痕产生应力集中。当齿根弯曲应力超过材料的弯曲疲劳极限时，轮齿在受拉一侧将产生疲劳裂纹，随着裂纹的逐渐扩展，导致轮齿疲劳折断。齿宽较小的直齿轮常发生整齿折断。齿宽较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断。斜齿轮及人字齿轮的接触线是倾斜的，也容易产生局部折断。轮齿受到短期过载或冲击载荷的作用，会发生过载折断。GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日2、齿面点蚀齿轮工作时，在循环变化的接触应力、齿面摩擦力及润滑剂的反复作用下，轮齿表面或次表层出现疲劳裂纹，裂纹逐渐扩展，导致齿面金属剥落形成麻点状凹坑，这种现象称为齿面疲劳点蚀。齿面疲劳点蚀首先出现在齿面节线偏齿根侧。这是因为节线附近齿面相对滑动速度小，油膜不宜形成，摩擦力较大；且节线处同时参与啮合的轮齿对数少，接触应力大。点蚀的发展，会产生振动和噪声，以至不能正常工作而失效。软齿面（≤350HBS）的新齿轮，开始会出现少量点蚀，但随着齿面的跑合，点蚀可能不再继续扩展，这种点蚀称为收敛性点蚀。硬齿面（>350HBS）齿轮，不会出现局限性点蚀，一旦出现点蚀就会继续发展，称为扩展性点蚀。对于润滑良好的闭式齿轮传动，点蚀是主要失效形式。而在开式传动中，由于齿面磨损较快，一般不会出现点蚀。　提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，合理选择润滑油的粘度及采用正变位齿轮传动等，都可以提高齿面抗点蚀能力。十、齿轮失效模式GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日3、齿面磨损由于粗糙齿面的摩擦或有砂粒、金属屑等磨料落入齿面之间，都会引起齿面磨损。磨损引起齿廓变形和齿厚减薄，产生振动和噪声，甚至因轮齿过薄而断裂。磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。采用闭式齿轮传动，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，注意保持润滑油清洁等，都有利于减轻齿面磨损。十、齿轮失效模式GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日4、齿面胶合高速重载齿轮传动，因齿面间压力大、相对滑动速度大，在啮合处摩擦发热多，产生瞬间高温，使油膜破裂，造成齿面金属直接接触并相互粘着，而后随齿面相对运动，又将粘接金属撕落，使齿面形成条状沟痕，产生齿面热胶合。低速重载齿轮传动（v≤4m/s），由于啮合处局部压力很高齿，使油膜破裂而粘着，产生齿面冷胶合。齿面胶合会引起振动和噪声，导致失效。采用正变位齿轮、减小模数及降低齿高以减小滑动速度，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，采用抗胶合能力强的齿轮材料，在润滑油中加入极压添加剂等，都可以提高抗胶合能力。十、齿轮失效模式GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日5、齿面塑性变形用较软齿面材料制造的齿轮，在承受重载的传动中，由于摩擦力的作用，齿面表层材料沿摩擦力的方向发生塑性变形。主动轮齿面节线处产生凹坑，从动轮齿面节线处产生凸起。提高齿面硬度和润滑油粘度，可以减轻或防止齿面塑性变形的产生。十、齿轮失效模式GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日计算准则齿轮失效形式的分析，为齿轮的设计和制造、使用与维护提供了科学的依据。目前对于齿面磨损和齿面塑性变形，还没有较成熟的计算方法。对于一般齿轮传动，通常只按齿根弯曲疲劳强度或齿面接触疲劳强度进行计算。对于软齿面(HBS≤350)闭式齿轮传动，由于主要失效形式是齿面点蚀，故应按齿面接触疲劳强度进行设计计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。对于硬齿面(HBS＞350)闭式齿轮传动，由于主要失效形式是轮齿折断，故应按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，然后校核齿面接触疲劳强度。开式齿轮传动或铸铁齿轮，仅按齿根弯曲疲劳强度设计计算，考虑磨损的影响可将模数加大10％～20％。十、齿轮失效模式GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日十一、齿轮测量1、齿轮参数表要求a)、GFT来图b)、GJT内部图纸GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日十一、齿轮测量2、齿轮测量仪a)、检测执行标准GCG_808006b)、检测 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 （见下图）GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日十一、齿轮测量c)、零件摆放在齿轮参数表图纸上，规定了零件检测时的方向（上、下），成品检测时，需保证与图纸保持一致（见下图）。GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日十一、齿轮测量3、偏摆仪4、双啮仪GETRAG(JIANGXI)TRANSMISSION(GJT)孙长义2010年2月20日Thankyouforyourattention!