基于真实粗糙齿面的齿轮传动接触应力分析.pdf

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1、2011年9月润滑与密封Sep．2011第36卷第9期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．36No．9DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．09．006基于真实粗糙齿面的齿轮传动接触应力分析亓秀梅高创宽(1．太原理工大学机械工程学院山西太原030024；2．杭州万向职业技术学院工程系浙江杭州310023)摘要：现行齿轮传动接触疲劳强度的设计基础是仅适用于一对光滑表面之间干接触的赫兹理论，这显然与齿轮传动实际状况有一定差异。为获得齿轮传动实际状况的齿面压力分布、油膜厚度及轮齿接触区次表面的应力分布，基于

2、实测所得的表面粗糙度数据，采用有限元法对重载齿轮传动进行混合弹流润滑数值分析。结果表明：粗糙齿面接触时的齿面压力分布及轮齿接触区次表面应力分布均明显相异于赫兹分布或基于光滑齿面全膜弹流润滑计算所得的相应分布；齿面粗糙峰谷的存在会使齿面接触应力比赫兹接触应力增大25％左右，且齿面平均油膜厚度的最小值及接触应力的最大值均发生在啮人点而非节点。因此，现行的以赫兹应力为基础、以节点参数为依据进行齿轮传动接触强度设计的做法有失科学性和安全性。关键词：齿轮混合润滑；真实粗糙表面；数值分析；齿轮传动中图分类号：THI32．41文献标识码：A文章编号：0254—

3、0150(2011)9—024—6AnalysisofGearingContactFatigueStressBasedonActualSurfaceRoughnessProfilesQiXiumeiGaoChuangkuan(1．CollegeofMechanicalEngineeringofTaiyuanUniversityofTechnology，TaiyuanShanxi030024，China；2．DepartmentofEngineeringofHangzhouWanxiangPolytecnic，HangzhouZhejiang310

4、023，China)Abstract：ThecontactfatiguestrengthdesignofaninvolutecylindergeardriveisbasedontheHertziancontacttheoryundertheassumptionsthatsurfacesareideallysmoothwithnolubrication，whichisinconsistentwiththerealityofindustri—algeardrives．Togetthepressuredistribution．filmthickness

5、andsubsurfacestressdistributionandfitinwiththerealityofindustrialgeardrives，thenumericalanalysesofheavy—dutygearingmixedlubricationwerecompletedusingfiniteelementmethodbasedontheroughnessmeasurements．Theresuhsshowthatthepresenceofthemovingroughnessfeaturesresultsinverysignifi

6、cantchangestothepressuredistributionandsubsurfacestressdistributioncomparedtotheHertziandistribu—tionsorthoseobtainedfromfullelastohydrodynamiclubricationcomputationsinsmoothsurfacecontacts，andthecontactstressincreasesbyabout25％thanHertzcontactstress．Boththeminimumvalueofaver

7、agefilmthicknessandthemaxi—mumvalueofcontactstressoccurattheapproachpointbutnotatthepitchpoint．Therefore，itisnotscientificandsafetodesigngearingcontactfatiguestrengthbasedonHertziancontactstressandgearingparametersatthepitchpoint．Keywords：gearingmixedlubrication；actualsurface

8、roughnessprofiles；numericalanalysis；geardrive渐开线圆柱齿轮传动接触疲劳强度设计所基于的响。