付学中,方宗德,崔艳梅,彭先龙,李建华

(1.西北工业大学机电学院,710072,西安;2.郑州航空工业管理学院机电学院,450015,郑州;3.西安科技大学机械工程学院,710054,西安)

面齿轮传动是圆柱齿轮与锥齿轮相啮合的先进新型传动,可用于两轮轴线相交或交错的工况,应用前景广阔,是齿轮传动中的研究热点[1]。目前,面齿轮传动主要应用于航空领域的重型武装直升机(如阿帕奇AH-64)中的主减分扭系统[2]和汽车领域的高性能汽车(如奥迪RS5)中的中心差速器[3]等高速重载场合。由于齿面相对滑动速度高、齿面间挤压力大,若润滑不良,齿面摩擦会产生瞬间高温,此时面齿轮易出现胶合失效的现象。尤其是对于直升机而言,为减小因温度急剧上升而造成的传动系统迅速失效甚至机毁人亡的严重事故,国内外对直升机传动系统提出了应具有至少30 min的干运转能力要求[4]。因此,研究面齿轮传动胶合承载能力对于保证面齿轮传动的使用寿命、传动质量和可靠性具有重要意义。工程中常用的计算和校核胶合强度的方法有2种:基于Blok提出的闪温法[5]和基于Winter提出的积分温度法[6]。前者以啮合过程中瞬时最高温度作为判断准则,后者以整个齿面瞬时闪温的积分平均值作为判断准则。

国内外现有的关于面齿轮传动胶合强度研究的公开文献较少。朱如鹏等基于传热学和Blok理论,建立了面齿轮传动齿面温升计算模型,推导了面齿轮齿面最大瞬时温升公式,并分析了齿数、压力角、转速、模数等参数对温升的影响,但齿面温升仅限于沿啮合线的接触点,并未得到沿接触线的齿面温升,无法综合分析整个啮合过程中全齿面的闪温分布[7-8]。……