韩振华,石万凯,肖洋轶,徐浪

(重庆大学机械传动国家重点实验室,400030,重庆)



新型复合摆线外啮合圆柱齿轮副的传动特性分析

韩振华,石万凯,肖洋轶,徐浪

(重庆大学机械传动国家重点实验室,400030,重庆)

基于传统摆线成形原理,提出了摆线成形的二连杆等效机构转化方法,得到了n+1连杆机构生成广义n阶摆线轨迹的运动规律,推导并建立了可用于齿轮传动的新型四阶复合摆线齿廓方程;基于微分几何及共轭啮合理论,推导了复合摆线齿廓的共轭齿廓方程,分析了该新型齿轮副的压力角、曲率、重合度、滑动率等啮合特性;进行了齿轮副三维实体模型的精确构建,并利用有限元法分析了该齿轮副的强度特性。研究表明:当齿高确定时,分度圆压力角由齿形调控系数f1控制;齿廓曲线是由凹凸弧组成的光滑曲线,且传动过程始终为凹凸齿面线接触啮合传动,理论上具有较高的接触疲劳强度;相对于渐开线齿轮,复合摆线齿轮副具有较高的重合度、极小的滑动率以及较高的弯曲强度和接触强度。最后,加工了齿轮副试验样件,并在FZG齿轮试验机上测试了不同工况下的传动效率,结果表明:复合摆线齿轮副的传动效率随加载扭矩在97.30%～99.00%范围内呈正相关变化,且高于同工况下的渐开线齿轮副,具有工程应用价值。

复合摆线齿轮;齿轮传动;啮合原理;传动特性

齿轮作为动力传动装置的关键基础件,在采煤机截割传动机构、卫星天线指向机构、直升机旋翼主减速器、高速列车齿轮箱及舰船推进传动系统等关键装备中发挥着不可替代的作用。……