微车后桥准双曲面齿轮研磨质量提升及相关工艺研究

摘要

等高齿准双曲面齿轮是汽车传动系后桥主减速器的重要传动部件，起到减速增加扭矩和改变运动方向的作用，与其他准双曲面齿轮相比，具备更好的NVH性能和更高的加工效率，在我国汽车领域得到广泛的应用。等高齿研齿作为齿轮加工的最后一道工序，加工质量是影响其传动噪声的关键因素。尤其是研齿后齿面接触印痕的一致性、齿面粗糙度以及齿轮啮合传动误差等，都会对齿轮的传动噪声有很大的影响。为了提高某微型汽车后桥等高齿研齿加工质量，进而改善后桥NVH性能。对后桥等高齿研齿工艺进行分析优化研究，主要研究内容及成果如下： （1）对等高齿研齿加工质量进行调研，分析等高齿研齿质量现状，并通过试验研究发现等高齿研齿质量（接触区、齿面粗糙度以及传动误差）对整车路试NVH性能有很大的影响。 （2）建立等高齿研齿切削模型，分析等高齿研齿切削机理，建立等高齿V/H运动控制模型，推导基于V/H/J调整控制与接触印痕移动关系数学模型。从理论上分析研磨液型号配置以及研齿设备参数对研齿质量影响，对研齿接触印痕和研齿路径进行规划。 （3）对齿轮研磨液进行分析匹配。通过对标及试验方法对研磨液进行选型匹配，确定研磨液的磨粒颗粒度大小以及配置比例，确定了全新等高齿研磨液型号有效改善研齿质量。 （4）基于正交试验对研齿设备参数扭矩、转速以及齿侧间隙3个因素进行优化试验，基于最小二乘法回归评分方法对多目标正交试验数据分析，提出新的研齿参数优化方案。 （5）对研齿优化方案试验分析，与优化前对比，优化后的研齿质量接触印痕一致性较好、齿面粗糙度Ra值降低0.4μm，粗糙度Rsk值降低0.6，传动误差正车面下降18μrad；整车的NVH测试控制在65dB以内。建立研齿质量控制标准，规范确定研磨液的使用更换周期以及设备夹具精度要求，同时对研前接触区建立了新的分类标准。 通过本文的研究，分析等高齿研齿质量的影响因素，并针对主要的影响因素进行的分析优化，最终改善研齿加工质量，解决的汽车后桥啮合噪声大以及后桥异响的问题，建立的等高齿研齿优化工艺流程。

目录

声明

第1章 绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.2.1共轭理论与发展

1.2.2等高齿研齿工艺现状

1.2.3后桥等高齿NVH性能研究现状

1.3研究目的及意义

1.4主要研究内容

第2章 等高齿研齿质量分析及NVH试验

2.1等高齿研齿质量现状分析

2.2研齿质量对NVH性能影响试验

2.2.1等高齿装车NVH路试试验

2.2.2装车NVH路试结果分析

2.3本章小结

第3章 研齿机理及质量影响因素分析

3.1等高齿研齿切削机理

3.1.1等高齿研齿模型及机理

3.1.2 V/H调整法研齿运动模型

3.1.3 基于V/H/J调整的齿面啮合接触分析

3.2研齿质量影响因素分析

3.2.1研齿工艺流程及检测指标

3.2.2研磨液对研齿质量影响分析

3.2.3研齿设备参数对研齿质量影响分析

3.2.4接触印痕及研齿路径对研齿质量影响分析

3.3本章小结

第4章 研磨液选型匹配与研齿设备参数优化

4.1研磨液选型匹配分析

4.1.1研磨液磨料选择

4.1.2研磨液悬浮油选择

4.1.3研磨液的配置

4.1.4研磨液选型试验分析

4.1.5研磨液选型匹配结果

4.2基于正交试验研齿参数优化

4.2.1正交试验设计

4.2.2接触区分析

4.2.3极差分析

4.2.4多指标评分回归分析

4.2.5方差分析

4.3优化方案验证

4.4研齿工艺优化结果

4.5本章小结

第5章 等高齿研齿质量控制及管理

5.1设备工装精度控制

5.2研磨液的管理要求

5.2.1研磨液添加频次更换周期

5.2.2研磨液更换试验分析

5.3研前接触区分类标准

5.4本章小结

第6章 总结及展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录A 作者研究生期间发表的论文及专利

附录B 作者研究生期间参与的科研项目