針對驅(qū)動橋錐齒輪在設(shè)計(jì)分析時所需的錯位量參數(shù)難以獲得的問題,在考慮軸承剛度耦合非線性的基礎(chǔ)上,建立了包括傳動軸、軸承、錐齒輪、差速器等部件在內(nèi)的驅(qū)動橋傳動系統(tǒng)的完整有限元模型。在驅(qū)動橋橋殼和主減速器殼體建模過程中,考慮剛度的影響,使用有限元模型提取了剛度矩陣,提出了一種驅(qū)動橋有限元建模方法;通過搭建的驅(qū)動橋仿真分析模型,模擬了真實(shí)工況,計(jì)算了模型的系統(tǒng)變形,分析得到了錐齒輪設(shè)計(jì)時所需的錯位量。研究結(jié)果表明:該方法能對驅(qū)動橋包含的各部件進(jìn)行建模,可模擬試驗(yàn)中的載荷工況,且模型計(jì)算分析周期短,仿真結(jié)果精度滿足工程需求,能夠?qū)崿F(xiàn)對錐齒輪錯位量的計(jì)算分析;同時,該結(jié)果對驅(qū)動橋傳動系統(tǒng)其他部件的設(shè)計(jì)和分析也具有一定的借鑒意義。

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圖1軸承局部坐標(biāo)系

軸承局部坐標(biāo)系如圖1所示。滾子切片示意圖如圖2所示。

圖2滾子切片示意圖

滾子切片示意圖如圖2所示。軸承單元兩個節(jié)點(diǎn)之間的剛度矩陣,可通過對式(1)求偏導(dǎo),或采用差分法計(jì)算得到。

圖3錐齒輪簡化模型

錐齒輪簡化模型如圖3所示。圖3中,忽略傳動過程中嚙合點(diǎn)位置的變化的影響,認(rèn)為主從動齒輪始終在齒輪副的節(jié)點(diǎn)處嚙合,在齒輪副節(jié)點(diǎn)處過嚙合點(diǎn)P和P′分別作與兩根傳動軸軸線垂直的交線,交點(diǎn)即為主從動齒輪在軸線上的中點(diǎn)。

圖4錐齒輪錯位量定義

錐齒輪錯位量定義如圖4所示。圖4中,要對錐齒輪的錯位量進(jìn)行分析,需要使用4個位移量及對應(yīng)的方向來表示。

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