直齒—面齒輪加載接觸分析及彎曲應力和接觸應力計算方法研究.pdf

1、高精度面齒輪作為航空航天用傳動齒輪，接觸強度和彎曲強度對其使用壽命影響很大，也是它參數(shù)設計的基礎;重合度、傳動誤差等傳動性能參數(shù)影響其傳動的平穩(wěn)性、噪音，因此這些分析與設計工作是其重要的研究內容。本文研究面齒輪的模型構建、接觸特性分析、接觸應力計算方法、加載嚙合分析及接觸強度計算等研究內容，以分析面齒輪的接觸區(qū)域、強度及傳動性能，為面齒輪的實際工程應用和參數(shù)設計提供參考。論文主要研究內容和成果有:
　　 1.根據面齒輪嚙合原理，

2、推導面齒輪齒面方程，利用數(shù)值求解方法求出面齒輪齒面的離散點，根據連續(xù)解除條件計算面齒輪點接觸形式的接觸軌跡，研究安裝誤差對接觸軌跡在齒寬方向偏移的影響，利用數(shù)值手段在Matlab中實現(xiàn)了可視化。通過NURBS曲面和虛擬加工的方法構建面齒輪幾何模型，并分析了面齒輪建模的擬合誤差。
　　 2.研究了面齒輪接觸應力的兩種計算方法，即解析法和有限元分析法。解析法以“赫茲彈性接觸力學”為理論基礎，計算面齒輪每個嚙合點的主曲率和主方向，研究

3、面齒輪兩接觸齒面在嚙合點的接觸變形和應力。論文采用ABAQUS對面齒輪單齒進行有限元加載接觸計算，分析面齒輪的接觸區(qū)域和接觸應力。
　　 結果表明:在不考慮邊緣接觸時，兩種計算方法可靠，對比誤差小于10％;在齒頂邊緣接觸時，解析法計算結果偏小，有限元法能正確反映應力集中現(xiàn)象。
　　 3.在ABAQUS中建立面齒輪多齒有限元分析模型，對面齒輪進行加載嚙合仿真分析，計算面齒輪加載接觸的重合度、載荷分布情況及傳動誤差等傳動性能

4、參數(shù)，研究載荷大小對這些參數(shù)的影響;以一個輪齒嚙合的一個周期為研究對象，分析面齒輪在嚙合傳動中的接觸應力和彎曲應力變化情況，確定面齒輪接觸疲勞和彎曲疲勞的危險點。
　　 4.針對面齒輪點接觸的傳動形式，探討影響面齒輪多齒模型接觸應力的因素，認為載荷分布是決定面齒輪多齒接觸時接觸應力大小的主要因素?；诿纨X輪單齒模型接觸應力的解析計算公式，結合有限元仿真分析，給出了面齒輪多齒接觸強度計算的新方法。
　　 5.通過實驗加載的