樊柯祥　陈雨青　杨双铭

摘 要 基于螺旋非圆锥齿轮模型，以提高螺旋非圆锥齿轮的力学性能为目的，使用有限元分析方法及有限元分析软件ANSYS，对螺旋非圆锥齿轮轮齿进行力学性能分析，得到力学分析结果。分析结果验证了模型的正确性，并为螺旋非圆锥齿轮副应用于变传动比限滑差速器提供了技术支撑。

关键词 螺旋非圆锥齿轮 有限元分析 变传动比

0 引言

螺旋非圆锥齿轮相较于直齿非圆锥齿轮拥有更优的传动性能，将其应用于变传动比限滑差速器中具有很高的工程实用价值。因此本文利用有限元分析软件ANSYS对螺旋非圆锥齿轮模型进行力学性能分析，探究其应用于变传动比限滑差速器的可能性。

1 齿轮工作位置

差速器在工作时，半轴齿轮和行星齿轮有多种啮合情况。其中最常出现的情况是直线行驶，此时半轴齿轮和行星齿轮在平衡位置无相对转动；另外一种情况是极限情况，在此种情况下出现最高载荷；本文将着重进行这两种情况下的力学性能分析。[1]

由于半轴齿轮具有周期性，在汽车直线行驶时，会出现两种平衡位置，如图1所示。当车轮即将出现打滑情况时，差速器达到差速极限，此时分为左侧车轮打滑和右侧车轮打滑两种情况，如图2所示。

2 定义材料属性

将螺旋非圆锥半轴齿轮和螺旋非圆锥行星齿轮分别导入ANSYS软件的静力学分析模块中，并设置齿轮材料为20CrMnTi，[2-3]密度为=7850kg/mm3，弹性模量为E=2.07？05MPa，泊松比为%`=0.3，屈服极限为%ls=835MPa，强度极限为%lb=1080MPa，如图3所示。……