基于ADAMS的驱动桥齿轮啮合动力学仿真研究_图文

1、 第l期陈克等:基于ADAMS的驱动桥齿轮啮合动力学仿真研究29立驱动桥主减速器和差速器齿轮传动系统的三维实体模型,基于ADAMS(Automatic Dynamic Anal-ysis of Mechanical System软件建立齿轮啮合传动的仿真模型,通过嵌入Hertz接触理论实现了齿轮啮合的动态实时仿真,通过在主减速器主动齿轮施加转速驱动,差速器半轴齿轮施加不同的负载转矩,研究汽车在转弯工况下驱动桥主减速器齿轮和差速器齿轮的传动特性.三维实体模型建立以某载重汽车驱动桥作为研究对象,主减速器弧齿双曲面齿轮的模数为12,主动齿轮齿数为9,齿面宽为80mm;从动齿轮齿数为40,齿面宽为75

2、mm.差速器行星齿轮和半轴齿轮的齿数分别为10和18,模数为10,齿面宽为30mm.选齿轮材料为22CrMoH,其参数:密度7.801×103kg/m3,弹性模量2.07X10“N/m2,泊松比0.29.编程生成主减速器弧齿准双曲面齿轮齿形线¨J,运用CATIA建立主减速齿轮及差速器齿轮的三维实体模型,在CATIA中完成装配,如图1所示.装配时,使初始啮合的两齿面尽可能相切,以减小仿真分析时由模型初始状态所引起的误差.选择MSC公司开发的专用接口模块SimDesigner 生成可导入ADAMS的虚拟样机模型.图l驱动桥齿轮传动虚拟样机模型2仿真模型建立2.1轮齿接触理论轮齿

3、碰撞所引起的冲击力,可以视作两个变曲率半径柱体撞击问题,解决此问题可以直接从Hertz静力弹性接触理论中得到.由于接触体比接触面大得多,Hertz理论认为可以用两个半无限大的弹性体代替原来的接触体.忽略物体的弹性波动,不计摩擦,接触时齿面间的法向接触力P和变形艿之间满足H13P=k艿丁(1 k是取决于接触物体的材料和结构形状的刚度系数,其定义为屉=孚屑(2式中:P是轮齿碰撞所引起的接触法向力;6是两个轮齿表面之间总的变形;R为接触点处的当量曲率半径;E为材料的当量弹性模量.其中丢:丢+士(3一=一+一I-JR尺。尺,、。7百1:生垡+生垡(4一=一+一I斗-EEL E2、l。式中:R。、尺:为

4、接触物体在接触点的当量曲率半径泓。北为两接触物体的泊松比,E。、易为两接触物体的弹性模量.对于动态接触(碰撞,接触体相互靠近的距离是个变量,考虑到能量的守恒与损耗,需要加入阻尼项形成一个非线性的弹簧阻尼器,因此ADAMS中对动态接触力定义为瞪引Fn=|扩+STEP(艿,0,0,D一,C一id6式中:e为接触力指数,通常取1.5;STEP是一个3次多项式逼近海维赛阶梯函数;当瞬时穿透量6=0时,阻尼系数c=0;当6=D一时,阻尼系数c=C一.2.2约束的施加主减速器从动齿轮与差速器壳体通过螺栓固结在一起,因此仿真模型中通过固定副将主减速器从动齿轮与十字轴建立固结关系.主减速器主、从动齿轮,差速器

5、半轴齿轮均是定轴转动,分别绕 其轴心旋转,因此分别建立旋转副.当汽车两半轴 基于ADAMS的驱动桥齿轮啮合动力学仿真研究作者:陈克, 高洁, 张闯英, 孙文周, 李家永作者单位:陈克,高洁,李家永(沈阳理工大学,汽车与交通学院,辽宁沈阳110159, 张闯英(三一重型装备有限公司,辽宁沈阳,110027, 孙文周(曙光车桥有限责任公司,山东诸城,262233刊名:沈阳理工大学学报英文刊名:TRANSACTIONS OF SHENYANG LIGONG UNIVERSITY年,卷(期:2010,29(1参考文献(8条1.Kahraman A.Singh R Non-linear dynamics of a spur gear pair 1990(12.龙凯.程颖齿轮啮合力仿真计算的参数选取研究 2002(63.王裕清.王小林.梁剑弧齿锥齿轮实体造型数学模型及其实现 2007(144.Johnson K L Contact Mechanics 19875.李三群.贾长治.武彩岗.刘海平基于虚拟样机技术的齿轮啮合动力学仿真