螺旋錐齒輪減速機齒輪副的大小齒輪具有大小相等、方向相反的螺旋角,其重合度明顯大于直齒錐齒輪副,因此在高速運轉時齒輪減速機噪音和振動顯著減少,同時螺旋錐齒輪減速機齒輪副的小齒輪的齒數可以相對減少,從而得到較大的傳動比和緊湊的結構,正因為螺旋錐齒輪有這些優點,所以在汽車主減速機齒輪中得到了廣泛的應用。

但是傳統的弧齒錐齒輪減速機設計過程繁冗,效率低,采用傳統的設計方法設計一組較為合理的螺旋錐齒輪副要反復修正參數、多次校核計算,花費很長時間才能實現。螺旋錐齒輪減速機傳動過程中包含齒輪的接觸,而且隨著齒輪的轉動或變形,接觸位置和接觸區域的大小均是變化的,因此,齒輪嚙合是多個非線性問題互相耦合的復雜問題,在對螺旋錐齒輪進行有限元接觸應力的計算分析時需要準確追蹤接觸前齒對的運動及接觸后齒對之間的相互作用。

文章針對螺旋錐齒輪的設計以及校核上的一些缺點,首先研究了汽車主減速機螺旋錐齒輪減速機的參數化建模方法,應用UG二次開發語言,進行汽車主減速器螺旋錐齒輪模塊的開發;然后利用ANSYS的數據接口,將中生成的CAD幾何模型導入ANSYS,重點分析有限元模型建立過程中單元類型的選擇以及網格的劃分對計算精度和計算時間的影響,建立了合理的有限元分析模型,對螺旋錐齒輪進行有限元接觸應力以及齒根彎曲應力的分析,在一個嚙合周期內,分析汽車主減速器螺旋錐齒輪從零速帶載啟動至低速和正常速度兩種工況下的受力情況,得出螺旋錐齒輪在嚙合過程中齒輪的接觸狀態,接觸應力,齒根彎曲應力隨嚙合位置變化的規律;文章還分析汽車主螺旋錐齒輪減速機的摸態特性,計算出齒輪的前六階固有自振動頻率,并定性的提出減小齒輪的振動的一些措施。