周镇宇, 唐进元, 董建雄

(中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室, 湖南 长沙 410083)



同功重比修形斜齿和直齿面齿轮性能对比研究

周镇宇, 唐进元, 董建雄

(中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室, 湖南 长沙 410083)

为深入了解同功重比修形斜齿与直齿面齿轮的性能差异，选择更适合于高速重载工况下的面齿轮传动.基于啮合原理推导了修形斜齿与直齿面齿轮齿面方程，基于CATIA建立了修形斜齿与直齿面齿轮三维模型，采用有限元接触分析方法，以接触应力、弯曲应力和重合度为面齿轮传动性能指标展开研究.研究结果表明：修形斜齿面齿轮相比修形直齿面齿轮接触应力大幅降低，算例最大接触应力降低16.3%；修形斜齿面齿轮相比修形直齿面齿轮弯曲应力大幅降低，算例最大弯曲应力降低32.4%；修形斜齿面齿轮相比修形直齿面齿轮重合度大幅提高，算例重合度提高10.3%.所以同功重比情况下，修形斜齿面齿轮传动性能优于修形直齿面齿轮，前者更适合于高速重载工况下的轻量化设计.

轻量化; 功重比; 接触应力; 弯曲应力; 重合度; 修形

面齿轮传动是一种相对较新的齿轮传动方式.正交面齿轮传动中,与直齿轮啮合传动的称为直齿面齿轮,与斜齿轮啮合传动的称为斜齿面齿轮.面齿轮目前主要应用于武装直升机主传动中,而轻量化设计已成为飞机、汽车设计的一大趋势[1].对直升机主减速器而言,高功率密度是其主要性能指标,因此研……