基于最小势能原理的双渐开线齿轮载荷分布研究

作者：姜宇,樊智敏,姜春雷,等. 日期：2024-04-24/span> 浏览：52 查看PDF文档

摘要:双渐开线齿轮接触线上的载荷非均匀分布,使得载荷计算困难。采用现有的方法或过于简化导致精度不足,或过于复杂使得计算量大、耗时长,并不适用于双渐开线齿轮载荷分布研究。为此,将双渐开线齿轮接触线等分为若干段,建立了双渐开线齿轮载荷分布模型,综合有限元法对轮齿载荷分布进行了研究。首先,根据双渐开线齿轮的啮合特点,求解了时变接触线,将每一啮合时刻下的齿轮接触线“分段”;然后,基于最小势能原理,建立了双渐开线齿轮的载荷分布模型,综合有限元法对齿轮轮齿载荷分布进行了研究;最后,对双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮的载荷分布进行了对比分析,并研究了输入扭矩、齿宽对双渐开线齿轮轮齿载荷分布的影响。研究结果表明:载荷分布模型与有限元仿真结果之间的误差在10％之内,载荷分布模型合理可靠;双渐开线齿轮沿接触线方向载荷分布不均匀,节线附近载荷值最大;同参数、同工况下的双渐开线齿轮载荷波动幅度小于普通渐开线齿轮;输入扭矩增加,双渐开线齿轮节线附近载荷分布发生突变;齿宽增加,双渐开线齿轮沿接触线载荷分布不均匀程度增加。

关键词:渐开线齿轮;齿轮轮齿接触线载荷分布;时变接触线;分段法;最小势能原理;载荷分布模型;输入扭矩;齿宽

中图分类号:TH132.41文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)04-0559-11

本文引用格式:

姜宇,樊智敏,姜春雷,等.基于最小势能原理的双渐开线齿轮载荷分布研究［J］.机电工程,2024,41(4):559-569.

JIANG Yu, FAN Zhimin, JIANG Chunlei, et al. Load distribution of double involute gears based on principle of minimum potential energy［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(4):559-569.