斜齿轮载荷分布计算.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn斜齿轮载荷分布计算**刘德伟，周艺，宋勇，阮登芳（重庆大学汽车工程学院，重庆市400044）5摘要：在计算齿轮啮合效率及齿轮接触分析中,需要准确计算齿轮齿面的载荷分布。本文在分析斜齿轮端面啮合关系的基础上，结合渐开线方程及渐开螺旋面的形成原理，推导出斜齿轮啮合线方程；在考虑齿轮和支撑轴的弹性变形影响条件下，将载荷分布计算问题处理为线性规划问题，运用内点法对斜齿轮载荷分布进行了计算机编程，并以一对斜齿轮为例，对齿轮齿面载荷分布进行了计算。结果表明沿齿宽方向的载荷分布并不一致,计算结果与三维有10限元分析方法

2、所得结果基本一致，说明所采用的计算方法正确可行。关键词：机械零件及传动；斜齿轮；啮合线；载荷分布；编程中图分类号：Th132.41Evaluationofloaddistributionofhelicalgear15LIUDewei,ZHOUYi,SONGYong,RUANDengfang(SchoolofAutomotiveEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing，400044)Abstract:Itisnecessarytoevaluategeartoothloaddistributionaccuratelyincalc

3、ulatingthegearmeshingefficiencyandanalyzingthegearcontact.Inthispaper,themeshinglineequationofhelicalgearwasdeducedbasedontheanalysisofmeshingrelationshipoftheendfaceofhelicalgear,the20involuteequationandtheformationprincipleofinvolutespiralsurface.Theproblemofloaddistributionistreated

4、aslinearprogrammingproblem,consideringtheelasticdeformationconditionofgearsandshafts,andtheloaddistributionofhelicalgearisprogrammedbyinteriorpointmethod.Theloaddistributionofapairofhelicalgearswascalculatedasanexample.Theresultshowsthattheloaddistributionisnotuniformalongthetoothwidth

5、andtheresultisclosetothoseobtainedbythe25three-dimensionalfiniteelementmethod.Keywords:Mechanicalpartsandtransmission;helicalgear;meshingline;loaddistribution;program0引言齿轮齿面载荷分布计算是齿轮接触分析与传动效率计算中的一项重要内容。斜齿轮在工30作过程中，由于存在两对或两对以上的齿的交替啮合、齿轮在啮合过程中的啮合点位置和啮合线长度不断发生变化、齿轮和支撑轴在啮合过程中发生弹性变形等情况，使得齿轮

6、的受力十分复杂。要精确计算齿轮啮合过程中齿面载荷的分布较为困难。国内外学者在齿轮齿面载[1]荷分布计算方面已进行了广泛的研究，张亮等通过对斜齿轮啮合过程的分析，提出了一种斜齿轮啮合线位置及长度的计算方法，推导出了啮合点与齿轮旋转位置和啮合位置的函数关[2]35系；周哲波对一对直齿轮的啮合效率进行了分析计算，计算过程中假设齿面载荷为均匀分[3]布，未考虑载荷分布的不均匀性；Conry等在考虑支承轴和轮齿弹性变形条件下，基于齿[4]轮对啮合的接触条件，运用改进单纯形法对斜齿轮齿面载荷分布进行了计算，并以齿面载[5]荷分布均匀为目标，对齿廓进行了修形；Wink等在计算斜齿

7、轮静态传动误差时，采用三种不同的优化算法计算了斜齿轮的载荷分布，并对三种方法的计算时间和计算精度进行了对40比，结果表明内点法与伪干扰—Cholesky因式分解法（combinedpseudo-interferenceand[1,3-5]Choleskyfactorizationsolution）计算精度接近。本文以文献中理论方法为基础，在考虑作者简介：刘德伟（1990-），男，研究生，齿轮传动效率计算通信联系人：阮登芳（1963-）女，教授，内燃机CAD/CAE，汽车发动机电子控制等等.E-mail:ruandf@cqu.edu.cn-1-中国科技论文在线ht