杨丹，黄青，孙笑，任雪芹

(武汉科技大学机械自动化学院，湖北 武汉 430081)



基于不同接触中心的斜齿轮应力有限元分析

杨丹，黄青，孙笑，任雪芹

(武汉科技大学机械自动化学院，湖北 武汉 430081)

[摘要]采用有限元法对齿轮在不同接触中心情况下的接触应力和弯曲应力进行了仿真分析，并对结果进行了强度校核。结果表明,在额定扭矩条件下，齿轮接触应力强度足够，弯曲应力接近临界值，而当齿轮受到冲击，在动载荷作用下，齿轮齿根部位容易出现裂纹并会不断扩展至轮齿断裂。针对该问题，结合现场实际情况，提出了改进措施，并取得良好效果。

[关键词]渐开线斜齿轮；有限元；接触应力；弯曲应力

某钢铁厂冶金轧机在作业时，主一级减速机斜齿轮的小齿轮根部出现了断裂，从而导致停产严重影响到钢厂的经济效益，并给安全生产带来了极大的隐患。为保证轧机能正常工作，需要对减速机进行有限元分析，找出齿轮轮齿断裂的原因，并提出有效的解决办法。齿轮在传动过程中由于啮合位置和变形的变化使得接触位置和接触区域也不断变化[1]，因而对其传动过程中的应力状态进行分析显得尤为重要。下面,笔者运用ANSYS有限元软件对该齿轮进行了有限元仿真，分析了齿轮在不同接触带的弯曲应力及接触应力，对弯曲应力及接触应力进行了校核，结合现场实际情况找出齿轮断裂的原因，并提出了解决的办法。

1齿轮的基本参数

大齿轮的材料是42CrMo，硬度HRC54-60，采用齿面渗碳淬火处理[2]，查得泊松比μ=0.28，弹性模量E=2.06×105MPa；……