隋景玉 尚國瑞 胡順安 劉均偉 蘇 航

①山東蓬翔汽車有限公司

②常熟理工學(xué)院

采用Romax計算傳動系統(tǒng)變形及各部件受力情況，能對齒輪強度、軸承壽命、齒輪參數(shù)優(yōu)化等方面進行分析，并能分析箱體柔性對傳動系的影響情況。針對某重卡驅(qū)動橋減速器建立Romax模型，對其是否帶有箱體柔性的模型進行對比運算分析，發(fā)現(xiàn)箱體柔性對軸承壽命、齒輪承載以及軸承和齒輪錯位量都有一定影響，為驅(qū)動橋減速器優(yōu)化設(shè)計提供設(shè)計思路。

主減速器是在驅(qū)動橋的傳動核心部件[1]。減速器內(nèi)部包含了錐齒輪、軸承等，其強度和可靠性分析是行業(yè)內(nèi)的重點和難點問題。Romax軟件的應(yīng)用能有效解決該問題，通過計算傳動系統(tǒng)各部件上的變形及載荷情況，進而分析齒輪強度、軸承壽命、箱體柔性等方面，為用戶提供完美的解決方案。

對某商用車重卡驅(qū)動橋減速器建立Romax理論模型，首先分析不添加箱體柔性情況下，導(dǎo)入載荷譜參數(shù)，運行計算得出軸承可靠性結(jié)果；然后再對添加箱體柔性的模型進行分析，將運行結(jié)果進行對比，最終得出箱體柔性對傳動系的影響。

1 主減速器仿真模型的建立

圖1為針對該布置圖通過Romax軟件建立的數(shù)字化參數(shù)模型，含主動錐齒輪、從動錐齒輪、主動錐齒輪前、后軸承以及差速器左、右軸承等主減速器內(nèi)部傳動系全部核心部件，各部件主要參數(shù)見表1。

表1 主要參數(shù)表

圖1 后橋減速器Romax模型圖

2 載荷譜輸入與運行分析

對Romax模型的運行分析，首先要確定該傳動系統(tǒng)準(zhǔn)確的載荷譜參數(shù)。通過計算得出的輸入載荷譜功率流參數(shù)見表2。

表2 載荷譜功率流參數(shù)

運行得到各軸承的承載計算結(jié)果，圖2為各軸承具體修正損傷，各軸承的ISO損傷均小于100%，壽命滿足設(shè)計和使用要求[2]。

圖2 各軸承修正損傷

3 帶箱體狀態(tài)運行分析

上述分析是在不帶有箱體柔性的情形下進行的。實際上，軸承通過箱體相互連接，各軸承之間直接或間接地會相互影響工作性能，對齒輪的工作性能也會有所影響[3]。在將箱體模型導(dǎo)入Romax前，需將模型導(dǎo)入HyperMesh進行劃分網(wǎng)格和添加相應(yīng)約束。將處理后的箱體數(shù)據(jù)導(dǎo)入Romax，軸承安裝點位與箱體對應(yīng)點位重合，帶有箱體柔性的減速器模型如圖3所示。

圖3 帶箱體的主減速器模型

對帶箱體的Romax減速器模型分析，得到各軸承的承載能力計算結(jié)果，其修正損傷如圖4所示。從第二次軸承壽命的計算結(jié)果來看，帶有箱體柔性后，軸承壽命得到0.5%-1%的提高。

圖4 各軸承修正損傷-帶箱體

當(dāng)考慮箱體柔性后，將會發(fā)生軸承錯位，其錯位量產(chǎn)生影響齒輪錯位[6]。以主錐內(nèi)軸承為例，軸承內(nèi)、外圈、軸以及箱體的位移均有明顯變化，軸承的錯位量由2.71μm增加到2.74μm。齒輪嚙合錯位計算結(jié)果見圖5，可見增加箱體后，錯位量明顯有所增加。通過最終分析箱體本身的強度和剛度滿足可靠性要求。

4 結(jié)束語

對重卡驅(qū)動器橋減速器建立Romax仿真模型，通過對是否帶有箱體柔性的模型，輸入載荷譜參數(shù)進行分析計算，對兩次運行結(jié)果進行對比。主要對比軸承工作壽命、齒輪承載可靠性以及軸承和齒輪的錯位量，發(fā)現(xiàn)箱體對分析結(jié)果有較大影響，為驅(qū)動橋減速器建模分析提供了寶貴的設(shè)計經(jīng)驗。