基于双压力角轻量化设计的弧齿锥齿轮接触应力分析与试验

摘要

优化弧齿锥齿轮的结构尺寸能有效减少车桥减速器齿轮、轴承座和箱壳的重量,设计出在工作齿面采用大压力角,在非工作齿面采用标准压力角的双压力角弧齿锥齿轮。推导双压力角弧齿锥齿轮齿廓的球坐标方程,依据SUV后桥主减速器对称弧齿锥齿轮的设计参数,在PRO/E环境下建立双压力角弧齿锥齿轮三维模型,并建立有限元接触模型,对齿面接触应力进行分析。设计用于切削双压力角弧齿锥齿轮主动轮、被动轮的内切刀片与外切刀片,加工出双压力角弧齿锥齿轮主动轮和被动轮。通过机械双环封闭式齿轮寿命试验台进行疲劳寿命试验,结果表明,轻量化25%后的双压力角弧齿锥齿轮的疲劳寿命符合标准要求,并且高于SUV后桥主减速器原对称齿轮寿命,验证了有限元分析结果的正确性,为车辆传动装置轻量化技术提供了可行的方法。