雙漸開線齒輪接觸強度分析及試驗研究.pdf

1、雙漸開線齒輪是一種綜合傳統(tǒng)單漸開線齒輪和雙圓弧齒輪各自優(yōu)點的新型齒輪，除具有與單漸開線齒輪和雙圓弧齒輪傳動的共同的性能外，其嚙合特性、齒廓參數(shù)還具有自身的特點，這些特點與齒輪的傳動性能和承載能力密切相關(guān)，研究其嚙合特性、齒廓參數(shù)、齒面接觸強度、齒根彎曲強度是該齒輪的推廣和應(yīng)用是必不可少的環(huán)節(jié)。論文利用齒輪嚙合原理和有限元法，對雙漸開線齒輪的齒廓成形原理、嚙合特性以及接觸應(yīng)力，齒根彎曲應(yīng)力進行詳細(xì)的研究。
　?、俳㈦p漸開線齒輪的基

2、準(zhǔn)齒條齒形和齒面數(shù)學(xué)模型，結(jié)合計算機仿真技術(shù)，在MATLAB中進行雙漸開線齒輪嚙合過程的計算機模擬，計算每一個瞬時，雙漸開線齒輪單齒嚙合時的端面嚙合狀況和齒面接觸狀況以及接觸線長度。
　　②理論推導(dǎo)雙漸開線齒輪齒面的基本量，平均曲率，高斯曲率,第一主方向，第二主方向，法曲率及短程撓率，兩共軛齒面間的誘導(dǎo)主曲率和誘導(dǎo)主方向，沿相對速度方向的誘導(dǎo)法曲率，潤滑角，并計算其數(shù)值。
　　③利用ANSYS中APDL參數(shù)化建模語言，編程自

3、動建立任意角度單齒嚙合接觸有限元模型以及雙齒嚙合接觸有限元模型，調(diào)用ANSYS的求解器，計算雙漸開線齒輪在各個瞬時下的應(yīng)力分布，并與同參數(shù)下的傳統(tǒng)單漸開線齒輪進行對比分析，結(jié)果表明雙漸開線齒輪的齒面接觸應(yīng)力在材料的許用范圍，該齒輪是符合安全要求的。
　?、芑?ANSYS/LS-DYNA顯式動力程序，建立雙漸開線齒輪動態(tài)接觸有限元模型，得到輪齒瞬時接觸等效應(yīng)力分布圖及總接觸力和單齒接觸力變化圖，并與同參數(shù)的傳統(tǒng)單漸開線齒輪進行比較

4、。結(jié)果表明，兩種齒輪的瞬時接觸力的大小趨勢基本一致。
　?、輳碾p漸開線齒輪的端面齒廓出發(fā)，結(jié)合齒輪嚙合原理，推導(dǎo)其滾刀的齒面數(shù)學(xué)模型，精確計算滾刀軸向截形。根據(jù)齒輪刀具設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計零度前角和正前角雙漸開線齒輪滾刀。
　?、拊陔姺忾]試驗臺上進行雙漸開線齒輪性能試驗，結(jié)果表明，雙漸開線齒輪達到了與傳統(tǒng)單漸開線齒輪同樣的設(shè)計承載能力，其效率、溫升等性能指標(biāo)同傳統(tǒng)單漸開線齒輪基本相同。因此可以把雙漸開線齒廓應(yīng)用于硬齒面漸開線齒輪中