基于Romax的驱动桥减速器的箱体柔性影响分析

隋景玉 尚国瑞 胡顺安 刘均伟 苏 航

①山东蓬翔汽车有限公司

②常熟理工学院

采用Romax计算传动系统变形及各部件受力情况，能对齿轮强度、轴承寿命、齿轮参数优化等方面进行分析，并能分析箱体柔性对传动系的影响情况。针对某重卡驱动桥减速器建立Romax模型，对其是否带有箱体柔性的模型进行对比运算分析，发现箱体柔性对轴承寿命、齿轮承载以及轴承和齿轮错位量都有一定影响，为驱动桥减速器优化设计提供设计思路。

主减速器是在驱动桥的传动核心部件[1]。减速器内部包含了锥齿轮、轴承等，其强度和可靠性分析是行业内的重点和难点问题。Romax软件的应用能有效解决该问题，通过计算传动系统各部件上的变形及载荷情况，进而分析齿轮强度、轴承寿命、箱体柔性等方面，为用户提供完美的解决方案。

对某商用车重卡驱动桥减速器建立Romax理论模型，首先分析不添加箱体柔性情况下，导入载荷谱参数，运行计算得出轴承可靠性结果；然后再对添加箱体柔性的模型进行分析，将运行结果进行对比，最终得出箱体柔性对传动系的影响。

1 主减速器仿真模型的建立

图1为针对该布置图通过Romax软件建立的数字化参数模型，含主动锥齿轮、从动锥齿轮、主动锥齿轮前、后轴承以及差速器左、右轴承等主减速器内部传动系全部核心部件，各部件主要参数见表1。

表1 主要参数表

图1 后桥减速器Romax模型图

2 载荷谱输入与运行分析

对Romax模型的运行分析，首先要确定该传动系统准确的载荷谱参数。通过计算得出的输入载荷谱功率流参数见表2。

表2 载荷谱功率流参数

运行得到各轴承的承载计算结果，图2为各轴承具体修正损伤，各轴承的ISO损伤均小于100%，寿命满足设计和使用要求[2]。

图2 各轴承修正损伤

3 带箱体状态运行分析

上述分析是在不带有箱体柔性的情形下进行的。实际上，轴承通过箱体相互连接，各轴承之间直接或间接地会相互影响工作性能，对齿轮的工作性能也会有所影响[3]。在将箱体模型导入Romax前，需将模型导入HyperMesh进行划分网格和添加相应约束。将处理后的箱体数据导入Romax，轴承安装点位与箱体对应点位重合，带有箱体柔性的减速器模型如图3所示。

图3 带箱体的主减速器模型

对带箱体的Romax减速器模型分析，得到各轴承的承载能力计算结果，其修正损伤如图4所示。从第二次轴承寿命的计算结果来看，带有箱体柔性后，轴承寿命得到0.5%-1%的提高。

图4 各轴承修正损伤-带箱体

当考虑箱体柔性后，将会发生轴承错位，其错位量产生影响齿轮错位[6]。以主锥内轴承为例，轴承内、外圈、轴以及箱体的位移均有明显变化，轴承的错位量由2.71μm增加到2.74μm。齿轮啮合错位计算结果见图5，可见增加箱体后，错位量明显有所增加。通过最终分析箱体本身的强度和刚度满足可靠性要求。

4 结束语

对重卡驱动器桥减速器建立Romax仿真模型，通过对是否带有箱体柔性的模型，输入载荷谱参数进行分析计算，对两次运行结果进行对比。主要对比轴承工作寿命、齿轮承载可靠性以及轴承和齿轮的错位量，发现箱体对分析结果有较大影响，为驱动桥减速器建模分析提供了宝贵的设计经验。