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斜齿轮时变接触线改进算法及螺旋角对接触线影响

2012-09-03李文良王黎钦常山赵小力

哈尔滨工程大学学报 2012年12期

李文良,王黎钦,常山,赵小力

(1.哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨150001;2.中国船舶重工集团公司第七〇三研究所,哈尔滨150078)

斜齿轮在高速列车、航空发动机以及舰船等需传递重载的设备中广泛应用[1-2].接触线的时变性是斜齿轮传动的主要特点之一[3-4],由于接触线数目的变化会引起刚度、齿面摩擦力的改变,是振动和噪声的激励源之一[5-8].Kubo和Kiyono研究表明随着斜齿轮螺旋角增大,斜齿轮在啮合过程中接触线数目增加,有助于减少激振力使得运行平稳,这是斜齿轮工作的一大优点[9].但是该研究没有给出螺旋角对时变接触线的影响规律.Smith提出斜齿轮的转动导致啮合面内接触线的变化,并计算了接触线的最大值和最小值[10].Chinmaya Kar和 A.R.Mohanty[11]采用一种简化的方法计算接触线的长度,但是这个算法受到啮合面形状限制,只适用于啮合面宽度在一个端面齿距和2个端面齿距之间,而且最多只能计算同时有3条接触线的情况,算法受到局限所以不具有普适意义.

早期的文献以及标准中大部分都只是给出了斜齿轮接触线的最大值、最小值以及均值,本文采用通用公式利用计算机编程计算,突破了Chinmaya Kar和A.R.Mohanty提出的算法受啮合面形状以及接触线条数的限制条件[11],可以计算出任意条接触线的长度以及在一个端面齿距周期内任意时刻接触线总长度.在此基础上分析了螺旋角对接触线长度变化的影响,以便发现其变化规律,为后续齿轮时变刚度、接触线载荷分布……

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