一、概述
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汽車變速器是汽車動力和傳動系統的重要組成部分,是實現變速和動力傳遞的關鍵部件,而差速器作為變速器中的重要部件,其錐齒輪的強度性能直接影響了變速器的壽命。因此,差速器錐齒輪在嚙合過程中的應力分布情況研究,對了解變速器的性能具有很重要的意義。
隨著現代計算機技術的發展以及國內 CAE 技術的普及,對于齒輪的齒根應力及傳動過程中的接觸應力等復雜問題,很多工程人員都是采用有限元法(Finite Element Method, FEM)來分析求解。Radioss 求解器作為精確可靠的多學科求解器,其強大的計算分析功能可以為企業提供產品在實際使用過程中的模擬仿真,并與傳統理論計算進行比較,為齒輪的優化設計提供依據。
本文從某汽車差速器齒輪的實際問題出發,在三維軟件 NX_UG 中建立幾何模型,再利用 HyperWorks 軟件建立有限元模型,并通過 Radioss 求解器對其進行求解。
二、對稱式錐齒輪差速器中的轉矩與轉速分配
差速器是能使同一驅動橋的左右車輪或兩驅動橋之間以不同角速度旋轉,并傳遞轉矩的機構。目前,汽車上廣泛應用的是對稱式錐齒輪差速器。
差速器轉矩分配
對稱式錐齒輪差速器結構示意圖如圖 1 所示。
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以公司某差速器為例,其行星齒輪和半軸齒輪的主要參數如表1所示。
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為驗證差速器的可靠性,直行和轉彎兩種工況均按一檔最大扭矩計算。此時傳遞到差速器的轉矩