基于响应面法的轿车主减速齿轮可靠性灵敏度研究

发布时间：2020-01-24 00:54

【摘要】：为获得某轿车主减速齿轮尺寸参数对其传动可靠性的影响,提出采用改进拉丁超立方抽样(LHS)获取随机尺寸样本的方法;通过显式有限元仿真构建齿面最大接触应力完全二次响应面(RSM),研究了可靠度对参数的灵敏度。结果表明主减速齿轮可靠度对压力角和模数的均值与方差较为敏感,应合理控制其取值。
【图文】：

完全耦合，通过参考点施加边界条件和载荷，约束参考点ｘ、ｙ、ｚ方向位移以及绕ｘ、ｙ轴的旋转，保留绕ｚ轴旋转自由度；在ＲＰ－１点上施加转速ω，在ＲＰ－２上施加负载扭矩Ｔ，仿真时间为２０ｍｓ，取齿面最大应力作为响应真实值。图３为样本初始取值时齿面最大接触应力云图，可以看出在动态啮合过程中齿面最大接触应力为９４７．６２ＭＰａ。利用式（４）～式（６）进行数据回归分析可以得到主减速齿轮副接触应力响应面模型，其系数如表２所示。图２ＡＢＡＱＵＳ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔ中主减速齿轮有限元模型图３初始样本值下齿轮接触应力云图表２响应面函数系数项常数项ａ０＝－４６６４４．９７线性项ａ１－２４５．１ａ２３８５．１ａ３３２３７．５ａ４１０５３８．７交叉项ａ１２５．４ａ１３３４．９ａ１４１８９．８ａ２３－５．０５ａ２４－１２５．２ａ３４－４４２．７完全二次项ａ１１－２１．８ａ２２－２．１２ａ３３－７２．３ａ４４－５２６．８３主减速器齿轮啮合可靠性及灵敏度分析３．１可靠性分析及可靠度假设Ｐｍａｘ为主减速器齿轮副齿面许用接触应力强度因子，Ｇ（Ｘ）是接触状态响应面函数，齿轮接触存在两种状态：Ｇ（Ｘ）≥Ｐｍａｘ失效状态；Ｇ（Ｘ）＜Ｐｍａｘ安全状态。若ｋ维随机变量Ｘ中各变量服从正态分布且相互独立，其均值向量和方差向量分别为μ＝（μ１，，μ２，…，μｋ），Ｄ＝（Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｋ），则对于显式响

ＡＢＡＱＵＳ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔ显式动态有限元程序仿真得到每组样本点齿面最大接触应力值。图２为某型主减速齿轮副有限元模型，分别在两齿轮轴心建立参考点ＲＰ－１与ＲＰ－２，建立如图２所示坐标系，将齿轮内圈与参考点完全耦合，通过参考点施加边界条件和载荷，约束参考点ｘ、ｙ、ｚ方向位移以及绕ｘ、ｙ轴的旋转，保留绕ｚ轴旋转自由度；在ＲＰ－１点上施加转速ω，在ＲＰ－２上施加负载扭矩Ｔ，仿真时间为２０ｍｓ，取齿面最大应力作为响应真实值。图３为样本初始取值时齿面最大接触应力云图，可以看出在动态啮合过程中齿面最大接触应力为９４７．６２ＭＰａ。利用式（４）～式（６）进行数据回归分析可以得到主减速齿轮副接触应力响应面模型，其系数如表２所示。图２ＡＢＡＱＵＳ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔ中主减速齿轮有限元模型图３初始样本值下齿轮接触应力云图表２响应面函数系数项常数项ａ０＝－４６６４４．９７线性项ａ１－２４５．１ａ２３８５．１ａ３３２３７．５ａ４１０５３８．７交叉项ａ１２５．４ａ１３３４．９ａ１４１８９．８ａ２３－５．０５ａ２４－１２５．２ａ３４－４４２．７完全二次项ａ１１－２１．８ａ２２－２．１２ａ３３－７２．３ａ４４－５２６．８３主减速器齿轮啮合可靠性及灵敏度分析３．１可靠性分析及可靠度假设Ｐｍａｘ为主减速器齿轮副齿面许用接触应力强度因子，Ｇ（Ｘ）是接触状态响应面函数，齿轮接触存在两种状态：Ｇ（Ｘ）≥Ｐｍａｘ失效状态；

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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