Romax培训——齿轮的修形
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
用romax软件进行齿轮强度分析及齿形优化流程
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 New assemble/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。
轮拖变速箱齿轮修形设计、仿真与试验
轮拖变速箱齿轮修形设计、仿真与试验杨建军;刘威;龚飞;郭浩杰【摘要】Taking wheel gearbox transmission system as the research object,the deformation of transmission shaft and the dislocation of gear based on ROMAX software are analyzed,conducting micro modification design of gear pair and the distribution characteristics of load per unit length of modifwation gear and unmodified gear are compared.The distribution regularity of contact stress and bending stress of gear pairs under different installation errors are analyzed in the environment of Ansys.In order to verify the correctness of modification amount of gear design,the vibration test of the modification gear and unmodified gear was carried out in the wheel gearbox test bench,the spectrum analysis of vibration test data was carried out by using MATLAB program.The result shows that the reasonable modifwation amount can significantly decrease the vibration of the gear pair.%以轮拖变速箱齿轮传动系统为研究对象,以ROMAX软件为平台,仿真分析了不同工况下传动轴的变形量和齿轮的位错量,对齿轮副进行几何微观修形设计,对比分析修形齿轮与未修形轮齿的单位长度载荷分布特点.在有限元环境下,分析了不同安装误差下修形齿轮副的接触应力和弯曲应力的分布规律.为了验证齿轮设计修形量的正确性,在轮拖变速箱试验台架上,对未修形齿轮与修形齿轮进行了振动测试,利用MATLAB程序对振动试验数据进行了频谱分析,其结果表明合理的修形量能明显降低齿轮副的振动.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】4页(P77-79,84)【关键词】轮拖变速箱;齿轮修形;安装误差;频谱分析;振动【作者】杨建军;刘威;龚飞;郭浩杰【作者单位】河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH132变速箱齿轮传动系统是拖拉机产品设计中重要的环节。
基于Romax的电动汽车齿轮箱优化设计
基于Romax的电动汽车齿轮箱优化设计利用Romax软件对某纯电动商用车传动系统进行仿真分析，研究了齿轮修形对传动误差和齿面接触斑的影响，合理的修形参数可改善齿轮啮合质量，使齿轮系统运行更平稳，减小系统运行噪音。
标签：电动汽车；齿轮箱；传动误差；Romax；修形随着新能源汽车产业的迅速发展，电动汽车齿轮箱的NVH性能愈加受到关注。
传动误差是齿轮传动噪音的主要激励源，也是振动和噪声的主要评价指标。
本文利用Romax对某纯电动商用车传动系统进行仿真分析，优化齿廓、齿向修形参数，以减小传动误差的波动，优化接触斑分布，从而提高齿轮强度，改善齿轮啮合质量，降低传动系统噪音。
1 传动系统模型的建立高速电机因其功率密度大已成为各车企主流应用产品，本车型也选用了一款高速电机，最高转速14000rpm，电机直驱无法满足整车动力，需要匹配合适的减速器以满足整车需求。
针对整车实际情况，设计开发了一款单级齿轮箱，传动系统齿轮副基本参数如下：m=2，主动齿轮齿数23，从动轮齿数95，螺旋角10°。
齿轮选用低碳钢材料，轮齿经渗碳淬火后磨齿加工，精度等级6级。
在Romax软件中根据齿轮参数对对应的轴进行建模，并以额定工况载荷，建立Romax模型。
2 修形前模型的分析建立模型后，利用Romax软件针对额定工况进行分析，即输入转速4775rpm、扭矩90N.m的工况下对齿轮箱传递系统进行传动误差分析。
修形前齿轮副传动误差曲线如图1所示，修形前齿轮单位啮合长度的载荷分布如图2所示。
结果表明啮合齿轮副未修形时，传动误差整体波动量较小但变动剧烈存在突变点，说明存在剧烈啮入啮出冲击；同时齿面偏载严重，影响齿轮的使用寿命。
3 齿轮修形量的确定为了改善齿轮啮合性能，弥补齿轮变形、制造误差和齿轮的啮合错位对传递误差的影响，改善齿轮齿面在齿宽方向的受载不平衡及齿面的润滑状态，需对高速齿轮进行齿廓、齿向修形。
齿廓修形有齿顶修形和齿根修形两种方式，齿根修形易导致齿轮强度削弱，因而本设计选用齿顶修形；同时为提高加工效率仅对主动齿轮进行齿向修形，从动大齿轮齿向不修形。
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齿轮动力学分析和优化资料
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
基于Romax的新能源汽车减速器齿轮修形研究
基于Romax的新能源汽车减速器齿轮修形研究
张芳萍;张帆;高毅;贾怀博
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2024(41)4
【摘要】以某增程式新能源汽车减速器系统为研究对象,Romax为研究平台。
结合齿轮的微观修形理论,以传递误差、面载、齿根应力和接触应力作为优化目标,结合第二代遗传算法提出了一种以齿向鼓形量、齿向斜度、渐开线鼓形量、渐开线斜度综合修形的全新修形方法。
通过对优化前后各目标参数的分析对比,得出修形后减小了传递误差、齿根应力等、改善了面载、应力偏载等问题,同时齿轮的传动性能得到了明显提升,其研究方法可更好地指导企业生产实践。
【总页数】5页(P151-155)
【作者】张芳萍;张帆;高毅;贾怀博
【作者单位】太原科技大学重型机械教育部工程研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.417
【相关文献】
1.基于Romax Design的车用减速器齿轮修形与接触分析
2.基于对角修形的新能源汽车二级减速器齿轮降噪研究
3.基于romax修形斜齿轮动力学特性研究
4.基于Romax的功率分流齿轮箱齿轮修形仿真分析
5.基于Romax的圆柱齿轮微观修形分析研究
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用romax软件进行齿轮强度分析及齿形优化流程资料
用r o m a x软件进行齿轮强度分析及齿形优化流程用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 New assemble/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。
增加轴承按选择轴承界图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。
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齿轮微观修形影响分析
RomaxDesigner微观修形分析步骤：修形目的
Romax软件提供的修形方法
修形设置及结果查看
已有的模型
planetary gear pair MicroGeomodification.ssd
Effect of MicroGeoModification.ssd
手动修形数据
齿向与齿廓
标准修形数据
标准齿廓修形
标准修形数据
标准齿向修形
齿轮微观修形分析
详细分析步骤
为什么进行齿轮微观修形？
修改齿轮微观几何参数能改善齿轮啮合性能
弥补轴变形对齿轮寿命影响
减小弯曲应力、接触应力以及传动误差
降低噪声
……
Romax提供的修形方法
手动修形
标准修行
自动修行
手动修形
齿向修形（Lead）
沿齿面方向
斜率切除以及鼓形
齿廓（形）修形（Porfile/Involute）
沿齿根到齿顶方向
考虑齿面弹性变形与铸造、热处理以及装配等公差影响因素
对角修形（Bias）
标准修形
由剑桥大学的Munro教授提出
以某个载荷工况下传动误差最小为目标
考虑节圆误差
对直齿轮修形效果非常好
手动修形步骤
使用模型planetary gear pair MicroGeomodification.ssd planetary gear pair MicroGeomodification ssd
打开齿轮微观几何设置界面
微观几何设置界面
选取要进行修形的齿轮
设置修形评估极限
选取齿轮的工作齿面进行修形
齿向修形
点击上图中“轮廓（R）…”按钮，打开下图，
通过输入坐标点来进行细致修形
注意：
最终修形结
果是用这两种修
形方法得到的综
合修形结果
同理，可设置齿廓修形极限，其中
SAP（有效齿廓起始点）
——SAP
底端评估极限——
EAP（有效齿廓终止点）
——EAP
顶端评估极限——
可在Romax软件中详细齿轮设计界面中接触几何参数
表中查到
齿廓修形极限设置
齿廓修形
需要设置齿顶测量直径（TMD）和齿根测量直径
（RMD），以及齿根修缘（RR）和齿顶修缘（TR）的起始点。
其中齿根修缘和齿顶修缘起始点位置，由CAD图纸
给出。
TMD与RMD设置如下图：
齿廓修形界面
行星齿轮修形还需要注意，每个行星轮需要分
别修形
标准修形
使用的模型
Effect of MicroGeoModification.ssd
模型中的常啮合齿轮（Final Drive Gear Set）
标准修形步骤
打开标准修形设置界面
标准齿廓修形
标准齿向修形
标准齿廓修形
标准齿廓修形结果
标准齿向修形
标准齿向修形设置
齿向修形目的：
（1）减小所有工况下的错位（2）减小最大载荷
（3）减小传动误差
轮齿修形对齿轮校核影响分析
使用的模型
Effect of MicroGeoModification.ssd
打开模型
Effect of MicroGeoModification ssd Effect of MicroGeoModification.ssd
运行载荷谱分析并查看齿轮校核结果
齿轮校核结果
轴错位结果
对齿轮（Pinion）进行齿向斜率修形
打开齿轮详细设计界面
打开齿轮微观修形界面
对齿轮（Pinion ）进行齿向斜率修形
设置修形工况
对齿轮（Pinion）进行齿向斜率修形
添加修形工况（共5个）
删除已有工况（First）
对齿轮（Pinion）进行齿向斜率修形
修行工况编辑后得到结果
点击“Close”关闭修行工况编辑界面
对齿轮（Pinion）进行齿向斜率修形
齿向修形
齿向修形后齿面
运行载荷谱分析并查看齿轮校核结果
思考
为什么校核结果没有变化？
修形齿面为非工作齿面？
修形对齿轮校核结果没有影响？
修形量太小？
默认工况设置
齿轮校核结果查看
请查看在上述三种设置下齿轮的错位结果，并
思考三种设置下齿轮校核结果不同原因
齿廓修形三种测量形式切换方法
可基于需要进行滚动距离滚角直径选择可基于需要进行滚动距离、滚角、直径选择
滚动距离与滚角换算关系。