面齿轮传动的承载接触分析

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1、第42卷第2期2010年4月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics8LAstronautics面齿轮传动的承载接触分析李政民卿朱如鹏(南京航空航天大学精密与微细制造技术重点实验室，南京，210016)V01．42No．2Apr．2010摘要：为了促进高性能面齿轮传动技术的发展。对点接触面齿轮传动进行承栽接触分析。建立了点接触面齿轮传动的坐标系。推导了传动中接触点方程，实现了传动中面齿轮上接触点位置的仿真。利用曲面上任意点处主曲率的计算方法，得到了传动中圆柱齿轮和面齿轮上接触点处主曲率的变化规律。根据布希涅斯克问题的求解

2、方法，给出了传动中面齿轮上接触区域的椭圆长、短半径、中心最大变形量、最大压应力以及栽荷分布的方程，分析了接触中心最大压应力的变化规律，实现了接触斑点的可视化仿真。关键词：包络法；面齿轮；曲率；承栽接触分析中图分类号：THl32文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)02—0219—05LoadToothContactAnalysisonFaceGearDriverLiZhengminqing，ZhuRupeng(JiangsuKeyLaboratoryofPrecisionandMicro-ManufacturingTechnology，NanjingUniver

3、sityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Toacceleratethedevelopmentofthefacegeardrive，theloadtoothcontactanalysis(LTCA)ofthefacegeardiverisconsidered．Thecoordinatesarebuiltforthepointcontactfacegeardrive．Ac—cordingtotheenvelopingmethod，theequationofthecontactpointsonthefa

4、cegearisdeduced．BythesolutionmethodoftheprincipalcurvatureandBoussinesqproblems，theequationsofthecontactcharac-teristicsofthecontactpointsonthefacegeararedeveloped．Basedontheequations，thecontactspotsonthefacegeararesimulatedandanalysesareconductedontheruleoftheprincipalcurvatureofthecontactp

5、ointsonthepinionandthefacegearaswellastheruleofthemaximumpressstressofthecon—tactareasonthefacegear．Keywords：envelopingmethod；facegear；curvature；loadtoothcontactanalysis早期Buckingham对面齿轮齿形进行了初步分析[13；随后Litvin等人对面齿轮传动的理论进行了研究[2刚；近年来由Boeing等公司对面齿轮传动进行了试验[9]。根据试验结果可知，在直升机主减速器中采用面齿轮传动作为分流装置具有结构简单、

6、重量轻、噪声小、传动重合度大、动力分流效果好等诸多优点[1引。因此，西欧等发达国家将面齿轮传动称之为“21世纪旋翼机传动之希望所在"[11]。目前，设计和制造高性能的面齿轮传动越来越受到世界各国齿轮传动研究人员的重视。由于承载接触分析是设计和制造高性能齿轮传动的方法之一，因此进行面齿轮传动的承载接触分析，将促进高性能面齿轮传动的设计和制造，加速面齿轮传动的工程应用。基金项目：国家自然科学基金(50775108)资助项目；江苏省自然科学基金(BK2007194)资助项目；航空科技创新基金(08852004)资助项目．收稿日期：2009—03—30；修订日期：2009-11—02作

7、者简介：李政民卿，男，博士，讲师，1977年11月生；朱如鹏(联系人)．男．教授，博士生导师，E—mail：rpzhu@nuaa．edu．cn。220南京航空航天大学学报第42卷本文以包络原理为基础，建立了点接触面齿轮传动的坐标系，推导了接触点方程，对传动中面齿轮上接触点位置进行了仿真；根据曲面上任意点处主曲率的计算方法，分别对传动中圆柱齿轮和面齿轮上接触点处主曲率进行了计算，得到了其变化规律；利用布希涅斯克问题的求解方法，给出了面齿轮传动的接触特性方程，分析了接触中心最大压应力的变化规律，