章动式双圆弧螺旋锥齿轮齿面曲率与运动特性研究

作者：曾益,潘伶,尹志强,等. 日期：2023-10-19/span> 浏览：319 查看PDF文档

摘要:为了准确评估章动式双圆弧锥齿轮副两处啮合区域之间的啮合特点和差异,对表征齿轮传动质量好坏的曲率和相对运动参数进行了理论计算研究。首先,基于齿轮空间啮合原理,推导了双圆弧内、外锥齿轮的齿面参数方程;接着,在此基础上建立了章动传动啮合坐标系,采用齿面接触分析(TCA)方法,得到了无装配误差情况下接触点的运动轨迹;然后,根据微分几何理论推导出了接触点处各类曲率和速度的数学表达式,并根据赫兹(Hertz)弹性接触理论确定了齿面接触区形态;最后,采用算例分析了接触点的主曲率、诱导法曲率、卷吸速度、相对滑动速度和滑滚比等变化趋势及其反映的特性。研究结果表明:椭圆长轴方向诱导法曲率接近0,短轴方向诱导法曲率绝对值较小,由齿面公法矢量方向可知,两啮合区域在传动过程中不发生曲率干涉现象,且具有良好的接触强度;相对滑动速度远小于卷吸速度,这有利于减小磨损;两区域的滑滚比均趋近0,表明传动接近纯滚动;瞬时接触点和齿面接触区均位于啮合齿面中部并沿整个齿宽方向分布,有限元结果与理论计算结果一致。该研究结果可为章动式双圆弧锥齿轮的弹流润滑和磨损分析提供理论基础。

关键词:齿轮传动;双圆弧齿廓;章动传动;齿面接触分析;诱导法曲率;滑滚比;啮合特性

中图分类号:TH132.41文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)08-1137-10


本文引用格式:

曾益,潘伶,尹志强,等.章动式双圆弧螺旋锥齿轮齿面曲率与运动特性研究［J］.机电工程,2023,40(8):1137-1146.

ZENG Yi, PAN Lin, YIN Zhi-qiang, et al. Tooth surface curvature and motion characteristics of nutation drive with double circular-arc helical bevel gears［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(8):1137-1146.