ROMAX齿轮动力学分析和优化资料
基于Romax Design的车用减速器齿轮修形与接触分析
农业装备与车辆工程
AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERING
2019 年 5 月 May 2019
doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2019.05.025
基于Romax Design的车用减速器齿轮修形与接触分析
谢坤琪，张开元，刘欣荣
（200082 上海市 上海理工大学 机械工程学院）
[ 摘要 ] 目前减速器大多存在齿轮磨损、振动冲击、噪音大等问题，齿轮修形被认为是可以解决此类问题
的有效技术。针对上述问题，利用 RomaxDesign 软件，以齿轮修形理论为基础，对修形前后的齿轮进行
传递误差分析、齿轮接触分析、齿根应力分析并进行了优化。结果显示，优化后齿轮传动时会更加平稳，
图 1 齿轮箱局部示意图 Fig.1 Part schematic of gearbox
0 引言
减速器是车辆动力传递的核心部件，影响着 汽车动力传递的效率以及动力传递的平稳性。齿 轮作为减速器的关键部件，其质量以及传递效率 直接作用于减速器，若加工质量或装配公差不达 标，则会在工作中产生啮合冲击、齿轮偏载现象， 引起剧烈振动和噪音，影响承载性能。目前，齿 轮修形 [1] 作为改善齿轮性能的一种方法已经得到 国内外一致认同，合理地修形可以提高齿轮的传 递性能，延长齿轮的使用寿命 [2]。
收稿日期 : 2018-04-17 修回日期 : 2018-05-03
三要素包括：最大修形量、修形曲线、修形长度，
且需要考虑主从动轮彼此之间的分配关系。齿廓
修形最关键的部分就是修形量的选取 [4]。本文采
用齿轮手册 [5] 所推荐的公式
romax 齿面微观分析介绍
T: +44 (0)115 951 8800 F: +44 (0)115 951 8801 E: info@
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如何应用 RomaxDesigner 进行 微观几何分析
回到 Micro Geometry 窗口，选择菜单 Analysis -> Edit Analysis Case…
在弹出的窗口中，在下
拉框中选择一个工况。 然后选择 Link to Case， 接着点击 Accept.
齿轮微观几何分析的内容和意义
• 齿轮几何微观分析是在微米(um)的量级上进行的。由于设计公差，生产 误差，装配误差以及系统变形，实际工作中的齿轮副无法按照理想的 情况啮合。因此会产生一系列的问题，例如高接触应力和高传动误差 (TE)。
• 与其大量增加投资以获得极小齿轮质量提高，齿轮微观修形是一个实 际而有效的方法。它弥补了以上提到的那些公差或者误差以得到较理 想的齿轮啮合质量。
• 磨齿和剃齿都可以用于齿轮微观修型。这不需要大量增加设备投资， 同时可以显著提高齿轮啮合质量，以致提高最终产品质量。
Copyright 2007 Romax Technology Ltd.
微观几何分析的意义
齿轮微观几何分析的内容和意义
齿向修形 • 齿顶和齿根修缘 • 齿向斜度 • 齿向鼓形
齿廓修形 • 齿顶和齿根修缘 • 齿廓斜度 • 齿廓鼓形
基于Romax的分时4驱汽车用分动器力学特性分析
基于Romax的分时4驱汽车用分动器力学特性分析概述分动器是现代汽车动力总成中不可或缺的部件之一。
它的主要作用是将发动机的输出通过传动轴分配到各个轮胎上，以驱动汽车前进。
在分动器的设计和开发中，力学特性是至关重要的因素，它关系到汽车的性能和可靠性。
本文将以Romax公司的分时4驱汽车为例，对其分动器的力学特性进行分析。
力学特性的分析1. 稳定性在汽车行驶过程中，分动器需要承受不同程度的负载和扭矩，因此其稳定性是必不可少的。
首先要考虑的是分动器的材料选择和结构设计。
在Romax的分时4驱汽车中，分动器采用高强度钢材制作，结构紧凑，具有良好的力学稳定性。
其次是在运动传递过程中的固定方式，保证分动器能够牢固地连接到传动系统上，不因受力变形而影响传动效率和输出性能。
2. 转速控制分动器的设计中还需要考虑其对传动系统的转速控制。
在Romax的分时4驱汽车中，分动器采用了先进的电子控制系统，可以有效地控制分动器的转速和输出扭矩。
通过对传动系统中各个组件的转速进行精确计算和控制，汽车的性能可以得到最大化的发挥，驾驶体验也得到了很大的提升。
3. 负载分配分动器作为汽车传动系统的连接器，其主要作用是将发动机的动力通过传动轴分配到各个轮胎上。
在行驶过程中，汽车所承载的负载会对分动器的性能产生影响。
为了保证分动器的正常运行和承载能力，需要对其进行合理的负载分配和扭矩控制。
在Romax的分时4驱汽车中，分动器采用了先进的差速器控制技术，可以根据不同的路况和速度要求，在动力输出时进行合理的负载分配，保证汽车的稳定性和平稳性。
结论通过对Romax公司的分时4驱汽车的分动器进行力学特性分析，可以看出其设计和开发中充分考虑了不同方面的因素，包括稳定性、转速控制和负载分配等。
这些优良的特性是分动器作为汽车传动系统中关键部件的应有表现。
在未来，随着汽车工业的不断发展和技术进步，分动器作为传动系统中的重要组成部分，其优化与改进也将越来越受到关注。
romax软件应用——齿轮箱振动分析
摘要齿轮箱作为风电机组中最重要的传动部件,负责将风轮叶片的低转速转换为发电机所需要的高转速，实现能量与扭矩的高效传输；振动是风电机组齿轮箱故障失效的主要原因，随着机组容量的增加, 长期处于恶劣条件下的齿轮箱，由于结构体积的增大和弹性增加，更易引发振动问题。
本文主要研究齿轮箱在变速变载下的振动特性，基于Romax软件建立齿轮箱的振动模型，分析齿轮箱各级齿轮的啮合频率和固有频率。
本文研究内容可为风电机组齿轮箱的优化设计、故障、预防和处理提供技术基础。
关键词: 齿轮箱,固有频率,啮合频率,共振,RomaxABSTRACTGear box is the most transmission Parts in the Wind turbine,it is responsible for the low-speed wind turbine blade into the high-speed generator required to achieve the efficient transmission of energy and torque.Vibration is the main reason of wind turbine gear box failure , along with the increase of unit capacity, long-term adverse conditions in the gear box, due to the increase of the structure and flexibility to increase volume, caused more vibration problems.This paper mainly research gear box's vibration characteristics in the speed change, established gearbox vibration model based on Romax software,analysis of gearbox gear mesh frequency and levels of natural frequency.The contents of this paper provide wind turbine gearbox optimized design, failure for technical basis for the prevention and treatment.Key words : Gear Box , Natural frequency , Meshing frequency, Resonance, Romax目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1选题背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3本文工作 (3)1.4本章小结 (3)第2章风电机组齿轮箱力学特点 (4)2.1 前言 (4)2.2 风电机组齿轮箱机械结构 (4)2.3 风电机组齿轮箱外部载荷 (5)2.4 风电机组齿轮箱内部激励 (6)2.5 齿轮箱振动机理 (6)2.6 机械振动系统 (8)2.7本章小结 (10)第3章基于romax的风电齿轮箱建模 (11)3.1世界各地对romax的应用 (11)3.2 Romax软件介绍 (11)3.3 Romax建模 (12)3.4本章小结 (17)第4章固有频率和啮合频率分析 (18)4.1传动比及啮合频率计算 (18)4.2固有频率和啮合频率分析比较 (21)4.3本章小结 (22)第5章结论和展望 (23)5.1结论 (23)5.2展望 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第1章绪论1.1 选题背景和意义在人类越来越渴望清洁能源和环保能源的大时代背景下，风电作为一种新兴的清洁能源，受到全世界人类的广泛关注。
RomaxDesigner自编教程(减速器、变速箱动态分析)
一、行业软件介绍1、MASTA(英国SMT技术公司)MASTA 是当今世界上功能最强，覆盖面最宽，技术最深，实用性最强的传动系统选配、设计/开发、制造一体化大型专用软件系统。
MASTA 软件应用涵盖了舰船(包括工业齿轮箱、风电齿轮箱等)、车辆（包括变速器、驱动桥和分动器）和航空领域。
MASTA 包含两部分：设计分析部分和齿轮制造部分，针对车辆，还有整车匹配部分。
设计分析部分包含三个方面的功能：建模或设计功能，分析功能，优化功能。
这三方面的功能都覆盖三个层面：零件，部件或称子系统，总成或称系统2、Romax Designer(英国Romax公司)Romax 是一家集软件工具开发和传动项目咨询为一体的公司，在传动领域有超过十二年以上的经验；总部设在英国，在欧洲、美国、日本、韩国、澳洲、印度等均开办有办事处。
由Romax 公司积累多年经验开发的Romax Designer 主要应用于齿轮传动系统虚拟样机的设计和分析，在传动系统设计领域享有盛誉，目前已成为齿轮传动领域事实的行业标准。
Romax 用来建立齿轮传动系统虚拟样机模型，还包括详细部件强度和可靠性分析，及传动系统振动噪声分析，大大加速传动系统的设计和开发流程。
在Romax 中，考虑结构柔性，同时考虑更多实际情况，如装配误差及轴承间隙、预载等。
Romax Designer 应用很广，其中包括汽车、船舶、工程机械、风力发电、工业、轴承以及航空航天等领域的齿轮传动系统的设计。
3、KISSSOFT HIRNWARE (瑞士软件)KISSSOFT 是一款用于机械传动设计分析的软件,计算操作过程简便,计算结果精确。
对于各类零件如齿轮、弹簧、链轮、花键、键、轴承等很多的零件提供了计算方法，类似于中国的机械设计手册，功能十分齐全。
唯一不足的是该软件计算整个系统传动时，操作性、结果不如Romax 和Masta 详细方便。
4、MDESIGN (德国软件)机械传动设计软件大牛MDESIGN，包括类似中国的机械设计手册，集成MATHCAD的机械计算程序包，标准零件库，齿轮，轴，花键，轴承计算，齿轮计算包括齿轮箱设计，齿轮设计，行星轮设计，包括使用标准进行计算强度已经有限元计算强度。
用romax软件进行齿轮强度分析报告及齿形优化流程
用romax软件进行齿轮强度分析及齿形优化流程（吕浚潮）目录1.建立流程目的2.用romax软件建模过程3.强度分析过程4.齿轮优化过程4.1 齿向优化4.2 齿廓优化5.结论1.建立流程目的用romax软件对齿轮及轴进行建模，首先进行强度分析。
由于轴、轴承、齿轮的变形及受载，必然导致轮齿变形及及错位，减小单位啮合长度的最大载荷及传递误差（减小啮合噪声），对轮齿进行齿向及齿形修形，这样可以有效减小啮合线单位长度上的载荷，减小载荷突变，可减小啮合噪声。
2.用romax软件建模过程本部分简要地阐述了用romax软件建立换挡机构的过程，按先后顺序建立轴、轴承、齿轮，然后装配到一起，最后设置边界条件，建立分析工况。
具体过程如下：(1) 通过菜单栏的components按钮增加一个组（add Newassemble/component），弹出图2所示对话框。
图2.1 为模型增加一个部件(2) 首先增加一个轴组件，如图2.2，单击ok按钮。
图2.2 增加一个轴组件(3) 建立轴各段的截面形式、直径和长度，如图2.3。
设置轴各段的长度、截面直径、圆锥方向图2.3 建立轴各段的直径、长度及截面形式(4)当建完轴后，点击增加轴承按钮，打开轴承增加页面，选择符合要求的轴承。
增加轴承按钮选择轴承界面图2.4 增加轴承界面(5) 指定轴承安装在轴上的位置，如图2.5。
设定轴承在轴上位置图2.5 设置轴承位置截面(6) 按上述方法，把换挡机构的主轴、副轴全部建完。
然后按图2.1，增加一个齿轮部件，如图2.6。
增加一个齿轮部件图2.6(7) 继第6步，出现齿轮参数选择界面，如图2.7，选择齿轮类型（直齿或斜齿），螺旋角，螺旋方向，模数，主动齿轮或被动齿轮，压力角等参数。
设置齿轮的模数、压力角、直(斜)齿、主被动形式图2.7 齿轮参数选择界面(8) 单击next，进入齿轮参数设置页面，设定齿轮的齿宽、变位系数、齿顶高系数、齿根高系数、齿顶倒角、齿根倒角、跨齿数等参数。
romax简介
/Product/index-ps.asp?menucolr=3平面轴传动系设计平面轴传动系设计模块介绍平行轴传动系设计功能：∙提供复杂的传动系统建模（包括直齿和斜齿轮、滚子轴承、复杂轴及离合器）；∙基于ANSI/ASME，SAE/GM以及DIN743标准的应力集中系数计算和轴疲劳寿命计算；∙考虑轴承啮合错位和游隙影响的轴承修正寿命计算；∙考虑润滑油温升和轴承装配对轴承游隙和轴承寿命的影响；∙基于ISO6336，DIN3990和AGMA 2001标准的齿轮强度校核；∙齿轮宏观参数设计和齿轮宏观参数优化；∙齿轮啮合错位计算，齿轮修形计算；∙考虑轴、轴承等变形导致的系统变形计算；∙同步器尺寸计算与容量计算；∙花键设计与强度校核以及花键修形计算；∙传动系统效率分析；∙齿轮齿面接触应力计算和齿根弯曲应力计算；∙齿轮接触分析与传动误差计算；∙传动系统传动误差激励下啸叫分析；∙箱体柔性考虑与箱体强度计算分析；相交轴传动系设计相交轴传动系设计模块介绍相交轴传动系设计模块：∙对垂直轴/轴承系统的建模（包括锥齿轮、螺旋锥齿轮、准双曲面齿轮、差速齿轮、滚子轴承和滑动轴承、离合器等）；∙支持Gleason或Oerlikon制式的锥齿轮；∙基于ANSI/ASME，SAE/GM以及DIN743标准的应力集中系数计算和轴疲劳寿命计算；∙滚子轴承载荷和应力分布以及考虑间隙和平行度误差的轴承额定寿命计算> ；∙与KIMoS软件接口，能够进行锥齿轮接触印痕调整与LTCA分析；∙考虑轴、轴承、箱体等变形的系统变形计算；∙支持外壳和差速器的3D有限元模型的输入和结构柔性影响；∙功率流分流过程中的扭矩波动和载荷分布。
行星齿轮传动设计行星齿轮传动设计模块介绍行星齿轮传动设计模块：∙提供复杂的行星齿轮传动系统建模（包括齿轮对、轴承、行星架等）；∙行星齿轮设计工具，能够快速进行行星齿轮设计与校核；∙基于ANSI/ASME，SAE/GM以及DIN743标准的应力集中系数计算和轴疲劳寿命计算；∙考虑轴承啮合错位和游隙影响的轴承修正寿命计算；∙考虑润滑油温升和轴承装配对轴承游隙和轴承寿命的影响；∙基于ISO6336，DIN3990和AGMA 2001标准的齿轮强度校核；∙行星齿轮多工况均载分析与制造误差考虑；∙由于功率分流导致的扭矩波动和载荷分布；∙考虑轴、轴承变形导致的系统变形计算；∙传动误差对系统模态响应的影响分析和瞬态扭振分析；∙支持行星架和箱体的3D有限元模型输入及柔性考虑和强度分析。
一种基于Romax软件的直升机减速器传动链优化设计
一种基于Romax软件的直升机减速器传动链优化设计一种基于Romax软件的直升机减速器传动链优化设计直升机减速器传动链是直升机动力传输的重要组成部分，直接影响着直升机的传动效率、可靠性和使用寿命。
为了提高直升机减速器传动链的性能，本文将利用Romax软件进行优化设计。
Romax软件是一款专业的机械系统建模和优化仿真软件，可以模拟直升机传动链的工作情况，通过优化参数和拓扑结构，实现传动链的优化设计。
首先，本文将介绍直升机减速器传动链的组成和工作原理。
直升机减速器传动链通常由输入轴、中间齿轮、输出轴和支撑轴等部件组成，通过齿轮传动和轴承支撑实现动力的传递和分配。
传动链的工作原理是利用不同大小的齿轮，通过齿轮间的啮合传递动力，从而实现输入轴的转动速度和扭矩的减速，并将减速后的动力传递给输出轴。
接下来，本文将详细介绍Romax软件的使用方法和建模过程。
首先，需要对直升机减速器传动链进行零部件的建模和参数设定。
Romax软件提供了丰富的零部件库和参数设置选项，用户可以根据实际需要选择适当的零部件和参数数值。
建模完成后，需要对传动链的拓扑结构进行设计，并设置传动比等关键参数。
Romax软件可以根据用户设定的参数进行仿真计算，同时提供了可视化界面，方便用户观察传动链的工作情况。
在实际的优化设计过程中，本文将使用Romax软件提供的优化功能，通过遗传算法等优化算法对传动链的参数和拓扑结构进行优化。
在优化设计时，需要设置合适的目标函数和约束条件，以实现对传动链性能的优化。
通过多次优化迭代和结果分析，可以得到最优的传动链设计方案。
最后，本文将通过实例分析，验证Romax软件在直升机减速器传动链优化设计中的应用效果。
选择一个具有典型工况的直升机减速器传动链作为优化对象，通过Romax软件进行优化设计，得到最佳的传动链方案。
通过与传统设计方案进行对比，可以验证优化设计的有效性和性能改进情况。
综上所述，本文介绍了一种基于Romax软件的直升机减速器传动链优化设计方法，并通过实例分析验证了该方法的有效性。
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万方数据
学校代号：10731 学 号：122080201078 密 级：公开
兰州理工大学硕士学位论文
基于 ROMAX 的齿轮箱动力学分析及 优化
学位申请人姓名： 导师姓名及职称： 培 养 单 位： 专 业 名 称： 论文提交日期 ： 论文答辩日期 ： 答辩委员会主席：
王彬 郭润兰 教授 黄华 副教授 机电工程学院 机械制造及其自动化 2015 年 4 月 15 日 2015 年 6 月 9 日 余生福 正高级工程师
万方数据
Dynamic Analysis and Optimization of the Gearbox Based on ROMAX by WANG Bin
B.E. (Lanzhou University of Technology) 2011
A thesis submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree of Master of Engineering in
学校代号 10731 分 类 号 TH131
学 号 122080201078
密级
公开
硕士学位论文
基于 ROMAX 的齿轮箱动力学分 析及优化设计
学位申请人姓名 培养单位 导师姓名及职称 学科专业 研究方向 论文提交日期
王彬 机电工程学院 郭润兰 教授 黄华 副教授 机械制造及其自动 先进制造技术 2015 年 4 月 15 日
Mechanical Manufacture and Automation in the
School of Mechanical and Electronical Engineering of
Lanzhou University of Technology
Supervisor Professor Guo Runlan
作者签名：
Hale Waihona Puke 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。
1.1 课题背景及意义 ...........................................................................................1 1.2 国内外研究现状 ...........................................................................................2
1.2.1 齿轮系统振动噪声研究.....................................................................2 1.2.2 基于 ROMAX 对齿轮的研究 ............................................................4 1.2.3 齿轮修形的研究 ................................................................................6 1.3 本文研究内容 ...............................................................................................7 第 2 章 齿轮箱传动系统建立 ....................................................................................9 2.1 ROMAX 软件介绍 .......................................................................................9 2.2 基于 ROMAX 下传动系统建模 ...................................................................9 2.2.1 ROMAX 操作流程.............................................................................9 2.2.2 齿轮箱数据及模型 ..........................................................................11 2.3 本章小结 ....................................................................................................15 第 3 章 传动系统静力学仿真分析 ..........................................................................16 3.1 引言 ............................................................................................................16 3.2 建立工况 ....................................................................................................16 3.3 轴的静态分析 .............................................................................................16 3.3.1 轴强度校核的方法 ..........................................................................16 3.3.2 轴的仿真分析与校核 ......................................................................17 3.4 齿轮的静态分析 .........................................................................................19 3.4.1 ROMAX 软件中齿轮承载能力校核参数的设置 ............................19 3.4.2 齿轮的仿真结果 ..............................................................................22 3.5 轴承静态分析 .............................................................................................24 3.6 本章小结 ....................................................................................................27 第 4 章 固有频率和啮合频率分析 ..........................................................................28 4.1 有限元模态分析方法 .................................................................................28 4.1.1 模态分析理论 ..................................................................................28 4.1.2 模态分析有限元法 ..........................................................................30
April, 2015
万方数据
兰州理工大学
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。
I 万方数据
基于 ROMAX 的齿轮箱动力学分析及优化设计
4.1.3 ANSYS 固有频率分析方法.............................................................31 4.1.4 齿轮箱箱体固有特性的计算 ...........................................................33 4.2 传动系统的特征频率的计算......................................................................35 4.3 传动系统动力学分析 .................................................................................36 4.3.1 齿轮副固有特征分析 ......................................................................36 4.3.2 轴承频响特性分析 ..........................................................................38 4.4 本章小结 ....................................................................................................38 第 5 章 齿轮的修形..................................................................................................39 5.1 引言 ............................................................................................................39 5.2 齿轮噪声的影响因素 .................................................................................39 5.3 直齿圆柱齿轮的轮齿齿向修形 ..................................................................40 5.4 直齿圆柱齿轮的轮齿齿廓修形 ..................................................................42 5.4.1 直齿圆柱齿轮的轮齿廓修形理论 ...................................................42 5.4.2 齿廓修形方法 ..................................................................................43 5.5 齿轮修形 ....................................................................................................48 5.5.1 基于 ROMAX 对未修形模型的分析 ...............................................48 5.5.2 对齿轮轮齿修形 ..............................................................................51 5.6 NVH 分析 ...................................................................................................55 5.7 本章小结 ....................................................................................................56 结论与展望 ...............................................................................................................58 结论 ...................................................................................................................58 展望 ...................................................................................................................58 参考文献 ...................................................................................................................60 致 谢 ...................................................................................................................64 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录 .........................................................65