考慮齒面及軸線偏差的斜齒輪接觸有限元分析.pdf

1、漸開線圓柱齒輪被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，特別是近年來在風(fēng)電增速齒輪箱中的使用，對(duì)其性能提出了更高要求。修形技術(shù)對(duì)提高齒輪箱傳動(dòng)性能有重要意義，而齒面偏差和軸線偏差是對(duì)齒輪強(qiáng)度產(chǎn)生影響的誤差因素。本文以一對(duì)風(fēng)電增速齒輪箱斜齒輪為研究對(duì)象，通過接觸有限元分析深入研究了齒輪修形的原理和方法，并分別討論了齒面偏差和軸線偏差對(duì)載荷分布的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ⑴從刀具齒廓方程出發(fā)推導(dǎo)了連續(xù)的各段齒廓曲線方程，實(shí)現(xiàn)快速精確地建立斜齒輪齒

2、廓，然后從不同修形方式出發(fā)，分別對(duì)局部模型和整體模型進(jìn)行建模。結(jié)合有限元理論對(duì)斜齒輪的網(wǎng)格劃分和加載等問題進(jìn)行了探討，并將局部模型加載方式與李潤(rùn)方和F.L.Litvin的方式進(jìn)行對(duì)比，以說明本文加載方式的可行性。
　　 ⑵在局部模型和整體模型接觸分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過分析各變形量之間的關(guān)系深入探討了不同修形方式的原理和方法，并通過對(duì)比說明齒廓修形、修鼓和螺旋角修形的不同針對(duì)性。通過對(duì)齒廓修形后的局部模型和綜合修形后的整體模型進(jìn)行

3、分析，表明所用修形方法能很好地減小頂刃刮行、嚙入嚙出沖擊、端面效應(yīng)和偏載現(xiàn)象。
　　 ⑶分別研究了齒面偏差和軸線偏差對(duì)斜齒輪接觸線上載荷分布的影響。將齒面偏差分解為單個(gè)齒距偏差、齒廓形狀偏差、螺旋線形狀偏差、齒廓傾斜偏差和螺旋線形狀偏差等五種相互獨(dú)立的類型，并包括了5級(jí)和7級(jí)兩個(gè)精度等級(jí)，以局部模型為基礎(chǔ)進(jìn)行接觸分析，對(duì)比結(jié)果可以看出各偏差形式對(duì)齒間和齒向載荷分布的影響有很大差別，且隨精度等級(jí)和載荷大小有所不同，并具有一定程度的

4、可疊加性。對(duì)軸線偏差的研究以整體模型為基礎(chǔ)，分別針對(duì)中心距偏差、軸線平行度偏差以及軸承游隙，對(duì)平行度偏差的推薦公式提出了改進(jìn)建議，考慮軸承游隙的方法能更好地確定軸頸的實(shí)際位置，反映更加真實(shí)的嚙合狀況。
　　 ⑷對(duì)斜齒輪的有限元分析突出了建模與加載的快速精確，修形數(shù)據(jù)經(jīng)企業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證顯示了較好的效果，對(duì)齒面偏差和軸線偏差的分類研究比以往更為細(xì)致，能反映出各偏差形式對(duì)載荷分布的不同影響以及相似之處，為進(jìn)一步研究誤差對(duì)齒輪強(qiáng)度的影響以及