某正交直齿面齿轮传动系接触分析

发布时间：2020-06-20 12:17

【摘要】： 面齿轮传动是一种特殊的齿轮传动,有许多独特的传动优点和几何现象,近年来,基于其应用研究需求,已经成为了齿轮研究的热点之一。本文对正交直齿圆柱齿轮和面齿轮的啮合传动系进行研究,根据插齿过程中面齿轮齿面形成的几何关系,利用三维软件建立了面齿轮的实体模型。进而,利用有限元ANSYS软件,对已建立的面齿轮模型进行弯曲应力和接触应力分析。在面齿轮实体建模的研究过程中,以标准渐开线直齿圆柱齿轮和面齿轮组成的传动系作为研究对象,根据齿轮啮合原理,分析相关参数、根切和齿顶变尖条件等,经过模拟面齿轮插齿加工过程中齿面的形成过程,在造型软件中形成了齿面的数字模型,并经进一步处理,获得有限元分析软件可接受的数字模型。在面齿轮的静力学研究中,利用有限元方法对面齿轮的弯曲应力和齿面接触应力进行了分析。借助ANSYS有限元软件经属性设定、网格划分、加载和求解,获得了弯曲应力云图;比较了力的作用点对弯曲应力的影响,得到了弯曲应力的分布规律;并根据强度理论校核其弯曲强度。在齿面的接触应力分析中,应用以赫兹理论为基础的传统计算方法,求解面齿轮齿面接触问题;应用有限元方法分析面齿轮接触问题,计算得到了面齿轮接触应力的分布规律,验证有限元计算结果与赫兹传统计算结果基本吻合,并根据强度理论进行接触强度校核。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH132.41
【图文】：

结构图,主减速器,直升机,结构图

步研究在随后的ART二期计划和RDS-21(Rotorcraft Drive Systems for the21st Century)计划中继续展开。图1-3 直升机主减速器结构图Fig.1-3 Helicopter main retarder with face-gear drive波音公司有资料[33]显示，美军方应用航空技术董事会AATD(the U.S.Army's Applied Aviation Technology Directorate)2005年主办的一个项目，已成功将面齿轮传动技术应用于直升机传动系统(包括AH-64Apache武装直升机)中，并且已试运行60小时。试验证明，面齿轮不仅承载能力较高，而且可以为传动装置提供较高的功率。波音公司和芝加哥北星航宇公司将共同完成进一步的试验研究，预计可将其运行时间提高至400小时。试验中用到的面齿轮及相关设备由加拿大北星航宇公司提供。由美国DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)支持的TRP(Technology Reinvestment Program)项目继ART项目后展开对面齿轮传动技术的进一步研究[34,35]，其研究背景主要是在新一代阿帕奇(Apache)武装直升机中使用面齿轮传动技术；研究内容主要是：面齿轮传动轮齿接触分析TCA(Tooth Contact Analysis)以及利用渗碳技术磨削面齿轮的制造和实验研究。西欧一些发达国家也陆续开始了面齿轮传动技术的研究，比如从1998年起由意大利阿古斯塔(Agusta)公司开始实施的“FACET”计划

直齿圆柱齿轮

直齿圆柱齿轮Fig.2-3Straighttoothedspurgear

【引证文献】