微齒輪粗糙齒面磨損分析及齒廓優(yōu)化設計.pdf

1、微型行星齒輪系統(tǒng)作為構(gòu)成微機電系統(tǒng)（MEMS）必不可少的傳動部件，其微齒輪的輪齒性能好壞直接影響整個MEMS系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。目前，針對考慮表面吸引力作用的微齒輪齒面磨損的研究相對比較少，而經(jīng)過大量實例分析，人們發(fā)現(xiàn)微齒輪副的失效通常是由接觸齒面間的粘著磨損引起的。粗糙齒面的微凸體對微齒輪副的粘著磨損具有較大影響，而有何種影響及影響程度如何目前還沒有一個定性的結(jié)論，可見分析考慮表面吸引力作用的微齒輪粗糙齒面的磨損，并提出相應減輕微齒

2、輪齒面磨損的措施具有重要意義。
　　粗糙齒面間的接觸與兩個齒面光滑的輪齒間的接觸有很大不同，粗糙齒面上的微凸體在齒面接觸時會形成部分局部接觸，從而在齒面產(chǎn)生較大的接觸應力，進一步會使齒面的磨損更嚴重。本文把微齒輪粗糙齒面間的粘著磨損分為兩個階段分別進行分析，針對性的提出減少齒面磨損的方法和措施，同時從改善齒形方面入手提出了一種基于偏差函數(shù)法對漸開線齒廓進行優(yōu)化設計的新方法。主要研究工作如下：
　?、俑鶕?jù)經(jīng)典Archard磨損

3、計算公式，結(jié)合JKR接觸力學理論與GW表面微凸體的數(shù)學統(tǒng)計模型，提出了考慮接觸齒面間表面吸引力的粗糙齒面磨損數(shù)值計算模型。
　　②在建立的粗糙齒面磨損數(shù)值計算模型的基礎上，針對微齒輪齒面磨損的第一階段，即齒面微凸體間的接觸和磨損，對不同粗糙齒面參數(shù)影響下的齒面磨損進行了仿真分析，并定性的得出了不同齒面參數(shù)對微齒輪粗糙齒面磨損的影響，同時提出了相應改善齒面磨損的措施和方法。
　　③針對微齒輪齒面磨損的第二階段，即光滑齒面間的接

4、觸與磨損，從齒形設計方面入手，根據(jù)偏差函數(shù)法的原理提出了基于偏差函數(shù)對漸開線齒廓進行優(yōu)化設計的新方法。通過微齒輪副輪齒的齒面接觸應力、齒面滑動系數(shù)、齒面磨損深度和齒根彎曲應力等輪齒性能參數(shù)的限制條件求得最優(yōu)偏距值。
　?、茉谝汛_定最優(yōu)偏距值的基礎上，求出了優(yōu)化后微齒輪副的齒廓并與對應漸開線齒廓進行了比較，同時采用考慮表面吸引力作用的二維JKR圓柱粘著接觸力學理論對優(yōu)化后微齒輪副與對應漸開線微齒輪副的輪齒性能進行了對比分析，結(jié)果表明