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渐开线花键以其受力均匀、承载能力强以及对中性好等优点,广泛应用于汽车变速器从动齿轮和输出轴之间转速和扭矩的传递。由于汽车行驶工况比较复杂,虽然从动齿轮内花键和输出轴外花键在车辆行驶过程中处于常啮合状态,花键之间没有较大幅度的相对滑移,但是接触齿面经常发生微动摩擦,使得花键接触齿面磨损严重。目前变速器花键磨损过程分析主要以实验研究为主,由于磨损实验是破坏性实验,并且实验周期较长,需要耗费很大的人力物力,所以寻找一种有效的手段预测磨损寿命、监测磨损动态过程非常重要。本文以花键发生严重磨损的某型号变速器为研究对象,在校企合作项目的支持下,通过花键磨损机理分析,使用商用有限元软件ABAQUS对花键接触齿面的磨损深度进行了有限元仿真分析。具体工作如下:首先,对处于过盈配合状态的变速器从动齿轮内花键和输出轴外花键进行过盈装配仿真分析,获得自由状态下花键的初始变形和应力状态。过盈仿真分析完成之后,使用ABAQUS不同分析步之间数据传递功能,将过盈仿真分析结果作为初始状态场,施加工作载荷后进行从动齿轮内花键和输出轴外花键的动态啮合仿真分析。基于花键动态啮合仿真计算结果和改进的Archard磨耗模型,使用MATLAB编制程序,对花键齿面节点的接触应力和相对滑移速度随时间变化曲线进行积分,计算花键节点在转动一圈内的微观磨损量。最后,分析了花键齿侧间隙,主、从齿轮重合度和齿轮螺旋角对花键磨损性能的影响。通过对比可知,减小花键齿侧间隙,减小主、从动齿轮重合度和齿轮螺旋角都可以减少磨损,延长花键使用寿命。综上所述,本文对具有过盈配合的变速器花键表面微观磨损进行了仿真分析,为研究变速器花键微动磨损性能、预测花键使用寿命提供了一种快速有效的方法,具有一定的工程意义;不同参数对花键齿面磨损深度影响的分析结果,为变速器设计过程改善花键磨损性能提供了重要参考依据。