唐进元，蔡卫星，王志伟



修形圆柱齿轮啮合刚度计算公式

唐进元，蔡卫星，王志伟

(中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙，410083)

基于CAD/CAE工具与方法，提出一种基于有限元软件定量计算修形齿轮啮合刚度、重合度等性能参数的计算方法，通过数值计算结果阐明修形齿轮修形量与啮合刚度等等定量关联规律。基于有限元准静态分析和齿轮啮合刚度计算原理给出修形齿轮啮合刚度计算公式，解决修形齿轮动力学研究中的刚度计算问题，给出微米级齿轮修形参数对轮齿啮合刚度的影响规律。研究结果表明：利用该计算方法所得结果与FE软件计算结果相吻合，为科学、合理地选择与评价齿轮修形参数提供一种解决方法，为高性能齿轮设计提供参考。

齿轮；修形；有限元；啮合刚度

齿轮修形对改善齿轮传动的啮合性能特别是动力学性能有重要作用[1−5]。其中，IMREK等[6−10]理论和试验角度对直齿轮、斜齿轮等进行了分析，LITVIN等[11]给出了齿轮修行的几何分析方法；吴勇军等[12−14]从理论分析的角度给出了轮齿修形的基本理论以及设计方法。尽管人们对普通渐开线圆柱齿轮的修形进行了大量研究，一些较好的商用齿轮传动设计分析软件中也有相关的分析设计功能，但对齿轮修形的研究还是有必要：1) 修形参数(修形起始点位置与齿顶修形量)与齿轮传动的啮合刚度、重合度等性能参数的定量关联公式对修形齿轮动力学非常重要，目前还没有相应的计算公式；……