为探究某乘用车后桥搅油功率损失,基于VOF(Volume of Fluid)两相流模型及RNG k-ε湍流模型,建立了包括被动锥齿轮及差速器壳等旋转部件的后桥三维数值模型。研究齿轮转速、温度及螺栓结构对后桥内部的瞬态流场分布、动压力分布及搅油功率损失的影响规律。据此提出将螺栓连接齿轮改为沉头螺栓齿轮的结构优化方案,并通过台架效率试验验证数值模拟及结构优化的正确性。研究结果表明搅油功率损失随转速的增加而急剧增大、随温度的增加而减小,其中转速的影响较大;螺栓导致流场紊乱,导致额外的搅油功率;结构优化后能有效降低搅油功率损失,使得后桥传动效率约提高(1~1.1)%。

为了掌握汽车驱动桥准双曲面齿轮在实际工况下的齿面啮合性能,基于Masta软件对驱动桥准双曲面齿轮进行了加载啮合性能分析。通过建立驱动桥有限元模型,利用Masta软件的系统变形分析功能计算出实际工况下齿轮啮合错位量。通过对啮合错位下准双曲面齿轮进行加载接触分析,获得齿面加载接触区、加载传动误差及齿面接触应力随载荷的变化趋势。最后在传动试验台上进行了驱动桥台架加载试验,实际加载接触区与软件仿真接触区一致,验证了仿真结果的正确性。这为准双曲面齿轮的齿面设计及优化提供了参考。

为探究齿面微凹坑参数,如形状、深度和宽度等对准双曲面齿轮润滑性能的影响规律,建立简化的齿对接触二维平面润滑模型,利用Fluent软件仿真分析了微凹坑参数变化时油膜承载力、壁面摩擦力的变化规律。结果表明:未考虑空化效应时,宽度值为160μm、深度值为4.5μm的方形凹坑和梯形凹坑具有相近的齿面润滑性能改善效果;考虑空化效应对两者润滑性能的影响发现,方形凹坑获得了更大的油膜承载力和更小的壁面摩擦力。方形凹坑具有更明显的空化效应,能有效改善齿面润滑性能。

以汽车驱动桥准双曲面齿轮为研究对象,研究解析法与有限元法融合的齿面接触分析方法。基于HFT法建立准双曲面齿轮加工数学模型,推导出齿面方程。通过构建齿面啮合数学模型,采用解析法计算出传动误差。通过数值算法求解出数值齿面,并构建出齿轮三维模型。将齿轮模型导入ABAQUS软件,通过提取每一帧的齿面瞬时接触椭圆,将其全部显现在最后一帧,从而获得齿面三维接触区。对一对准双曲面齿轮进行齿面接触有限元仿真,并进行磨齿加工实验。结果表明

提出一种齿轮副齿面磕碰点检测方法，用于确定弧齿锥齿轮齿面磕碰点位置。建立准双曲面齿轮副啮合模型，通过改变接触区偏移量，调整啮合参数V、H、J，从而得到规划路径下的TCA接触区位置，V、H、J调整结果用于指导滚检试验。在YX-HTT600齿轮综合误差测量及分析试验机上进行滚检试验，得到了准双曲面齿轮副正常齿面与存在磕碰点的齿面两种情况下的传动误差测量结果。通过对两种传动误差测量结果的对比，验证了提出的齿面点测量方法的可行性。试验结果表明，运用提出的齿面检测方法可实现弧齿锥齿轮全齿面检测，检测结果可反映齿面磕碰点位置，从而为进一步改善弧齿锥齿轮啮合性能奠定基础。

为改善准双曲面齿轮副的研齿效果,提出了一种基于真实齿面的齿面研磨位置控制方法。对准双曲面齿轮真实齿面进行测量,并用非均匀有理B样条（NURBS）曲面对实测点进行拟合,采用真实齿面接触分析方法,分析了研磨运动参数V/H/J与齿面接触位置变化的数学关系,建立了齿面研磨点位置和移动方向的齿面研齿控制模型。数控滚检试验结果表明,该方法可精确实现准双曲面齿轮副的全齿面研磨。

根据抗疲劳制造要求和准双曲面齿轮的齿形特点,提出一种专用的冷摆辗加工方案。用正交数值模拟方案,通过数值模拟研究了工艺参数对模拟指标即摆辗成形力和齿面最大回弹量的影响规律,得到各因素在一定变化范围内较优的工艺参数组合,并对模拟结果进行了回归分析和相关性检验。研究结果可为实际生产中的工艺设计提供一定的参考价值。

选取齿数为7/37和8/41两对准双曲面齿轮作为实验对象,在改造过的滚动检查机Y9550上进行齿轮的超声研磨加工,超声振动频率16kHz,超声研磨时间3min。然后由JD45+测量机测试超声研齿前后齿面上45个点的偏移误差,再通过齿长或齿高方向的齿面误差分别计算出螺旋角或压力角误差。最后对比振动加工前后的齿面误差、螺旋角误差和压力角误差,研究结果表明,超声振动研齿能在一定程度上消除齿轮的齿面误差,改善齿轮的接触区位置与形状,提高齿轮的齿面平滑度,提高齿轮的加工质量,但也不能够进行过度研磨。

准双曲面齿轮作为主减速器的重要零部件之一,其齿廓的畸变程度直接影响着齿面误差和齿轮接触区质量及一致性的好坏。针对齿轮热处理变形不受控的问题,研究了齿轮热处理的畸变机理。应用45点拓扑网格误差分析接触区偏移规律,以专用锥齿轮检测设备GleasonGMM350和600HTT滚检机为载体,通过实验对比齿轮热处理前后齿面精度变化和接触印痕偏移规律,验证了接触区偏移理论分析结果的正确性,且实验表明,齿轮热处理接触区从大端稍偏齿顶位置向齿面中间移动。

文中根据机床加工调整参数,推导了准双曲面齿轮的齿面数学表达式,建立了准双曲面齿轮的三维模型,并通过数值迭代方法求解了准双曲面齿轮点接触弹流润滑分析所需的相对运动速度、卷吸速度以及瞬时接触椭圆长短轴方向的曲率等参数,为准双曲面齿轮弹流润滑分析奠定了基础。