微齒輪粗糙齒面磨損分析及齒廓優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、微型行星齒輪系統(tǒng)作為構(gòu)成微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）必不可少的傳動(dòng)部件，其微齒輪的輪齒性能好壞直接影響整個(gè)MEMS系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。目前，針對(duì)考慮表面吸引力作用的微齒輪齒面磨損的研究相對(duì)比較少，而經(jīng)過大量實(shí)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(duì)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(gè)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(yīng)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(gè)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(shí)會(huì)形成部分局部接觸，從而在齒面產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，進(jìn)一步會(huì)使齒面的磨損更嚴(yán)重。本文把微齒輪粗糙齒面間的粘著磨損分為兩個(gè)階段分別進(jìn)行分析，針對(duì)性的提出減少齒面磨損的方法和措施，同時(shí)從改善齒形方面入手提出了一種基于偏差函數(shù)法對(duì)漸開線齒廓進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的新方法。主要研究工作如下：
　?、俑鶕?jù)經(jīng)典Archard磨損

3、計(jì)算公式，結(jié)合JKR接觸力學(xué)理論與GW表面微凸體的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)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(jì)算模型。
　　②在建立的粗糙齒面磨損數(shù)值計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)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(duì)不同粗糙齒面參數(shù)影響下的齒面磨損進(jìn)行了仿真分析，并定性的得出了不同齒面參數(shù)對(duì)微齒輪粗糙齒面磨損的影響，同時(shí)提出了相應(yīng)改善齒面磨損的措施和方法。
　　③針對(duì)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(shè)計(jì)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(duì)漸開線齒廓進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的新方法。通過微齒輪副輪齒的齒面接觸應(yīng)力、齒面滑動(dòng)系數(shù)、齒面磨損深度和齒根彎曲應(yīng)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(chǔ)上，求出了優(yōu)化后微齒輪副的齒廓并與對(duì)應(yīng)漸開線齒廓進(jìn)行了比較，同時(shí)采用考慮表面吸引力作用的二維JKR圓柱粘著接觸力學(xué)理論對(duì)優(yōu)化后微齒輪副與對(duì)應(yīng)漸開線微齒輪副的輪齒性能進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明