面齿轮啮合过程中齿面接触分析
齿面接触强度
齿面接触强度齿面接触强度是指齿轮或齿条在啮合过程中齿面的接触力大小。
齿面接触强度的大小直接影响着齿轮传动的可靠性和工作性能。
本文将从齿面接触强度的定义与计算、影响齿面接触强度的因素以及提高齿面接触强度的方法等方面进行探讨。
一、齿面接触强度的定义与计算齿面接触强度是指单位接触长度齿面所承受的力大小。
在齿轮传动中，齿面接触强度的计算一般采用接触力分析法或应力分析法。
接触力分析法通过计算齿轮啮合过程中齿面的接触力来确定齿面接触强度；应力分析法则是根据材料力学性能参数和齿轮几何参数来计算齿面的接触应力，进而确定齿面接触强度。
1. 齿轮的材料性能：齿轮材料的强度和硬度对齿面接触强度有着重要影响。
一般来说，齿轮材料的强度越高，齿面接触强度就越大。
2. 齿轮的几何参数：齿轮的模数、齿数、齿面宽度等几何参数也会影响齿面接触强度。
通常情况下，齿轮的模数越大，齿面接触强度越大；齿数越多，齿面接触强度越小。
3. 齿轮的啮合角：啮合角是指齿轮啮合时齿面接触线与齿轮轴线的夹角。
啮合角的大小会直接影响齿面接触强度，一般来说，啮合角越小，齿面接触强度越大。
4. 齿轮的润滑条件：润滑条件对齿面接触强度也有着重要影响。
良好的润滑条件可以降低齿轮的摩擦系数，从而提高齿面接触强度。
5. 齿轮的加工精度：齿轮的加工精度也会对齿面接触强度产生影响。
高精度的齿轮加工可以减小齿面接触强度的波动，提高齿轮传动的可靠性。
三、提高齿面接触强度的方法1. 选择合适的齿轮材料：根据具体工况要求选择合适的齿轮材料，提高齿轮的强度和硬度，从而提高齿面接触强度。
2. 优化齿轮的几何参数：根据传动要求合理选择齿轮的模数、齿数和齿面宽度等几何参数，使齿面接触强度达到最大。
3. 控制齿轮的啮合角：通过调整齿轮的啮合角，使其保持在合适的范围内，以提高齿面接触强度。
4. 保证良好的润滑条件：在齿轮传动中，确保良好的润滑条件，选择适当的润滑剂和润滑方式，以减小齿面摩擦，提高齿面接触强度。
齿轮啮合传动时,接触疲劳强度不相等,而弯曲疲劳强度相等
齿轮啮合传动时,接触疲劳强度不相等,而弯曲疲劳强度相等齿轮传动是一种常见的传动方式，通过啮合齿轮的齿面来实现动力传递。
在齿轮传动中，齿轮啮合时所受到的载荷会引起接触疲劳和弯曲疲劳两种破坏形式，它们的强度特性有所不同。
接触疲劳是指齿轮齿面在高应力和接触压力下产生的局部破坏，主要是由于接触边缘上的高应力集中所引起。
接触疲劳破坏会导致齿轮表面产生裂纹，而裂纹的扩展会最终导致齿面脱落和齿轮失效。
齿轮的接触疲劳强度主要取决于齿轮制造材料的硬度和齿面的载荷分布情况，载荷分布越均匀，齿廓越光滑，接触疲劳强度越大。
弯曲疲劳是指齿轮齿根或齿腹处的弯曲变形所引起的破坏，主要是由于载荷的反复作用造成齿轮材料的弯曲疲劳寿命有限所导致。
齿轮的弯曲疲劳强度主要取决于齿轮材料的韧性和抗弯刚度，韧性越高，抗弯刚度越大，弯曲疲劳强度越大。
在设计齿轮传动时，需要根据实际工作条件来确定齿轮的合理载荷和材料。
常用的方法是计算齿轮的接触应力和弯曲应力，然后与齿轮材料的疲劳强度进行比较，以确定其可靠性。
接触疲劳和弯曲疲劳强度通常通过实验和理论计算来确定。
实验方法包括采用疲劳试验台进行强度测试，通过不断增加载荷来观察齿轮的失效形态和寿命。
理论计算方法包括应力分析和形状优化，通过建立齿轮模型，计算齿轮表面的应力分布情况，从而确定疲劳强度。
为了提高齿轮的疲劳强度，可以采取以下措施：1. 优化齿轮的几何形状，比如增大齿距、增加齿数、优化齿廓曲线等，以减小齿轮齿面上的应力集中。
2. 选择高强度、高韧性的材料，比如合金钢、渗碳钢等，以提高齿轮的疲劳强度。
3. 控制齿轮的加工工艺，比如采用精密加工、硬化处理等，以提高齿轮的表面质量和耐磨性。
总之，接触疲劳和弯曲疲劳是齿轮传动过程中两种不同的破坏形式，其强度特性有所不同。
在设计齿轮传动时，应根据实际工作条件和要求，综合考虑接触疲劳和弯曲疲劳强度，选择合适的材料和几何形状，以确保齿轮传动的可靠性和寿命。
齿轮传动啮合接触冲击分析
Internal Combustion Engine & Parts• 75 •齿轮传动啮合接触冲击分析杨建宏(长沙中传变速箱有限公司，长沙410200)摘要：在工业生产过程中对于齿轮传动有着极为广泛的应用，有关齿轮啮合的动态性研究也引起了有关各方的高度重视。
对齿 轮传动来说，为实现其性能的进一步提升，还需要加强对其传动系统噪音与振动情况的改善。
在齿轮传动过程中啮合冲击现象无法避 免，重点是怎样能够将其冲击效应尽可能地降低。
本文将基于对当前齿轮传动啮合接触冲击研究的现状介绍，进一步从冲击时间与冲 击速度以及冲击位置的关系，冲击转速对冲击合力的影响两方面展开相关的研究工作，并最终就齿轮传动啮合接触冲击研究的未来 趋势进行了探讨。
关键词：齿轮;传动；啮合;冲击0引言从齿轮传动的角度来说，不论是大型齿轮还是小型齿 轮，在传动啮合时出现接触冲击是难以避免的。
部分齿轮 在传动时还会通过新增添润滑剂的措施来降低冲击效应，然而这一措施却不能够从根本上降低对齿轮所造成的损 伤。
在齿轮啮合接触冲击当中，所牵涉到的因素多种多样，必须经过多方面分析与研究来查找造成冲击的真实原因，同时就冲击类型开展具体分析。
对此，本文将就齿轮传动 啮合接触冲击展开具体分析。
1齿轮传动啮合接触冲击研究现状在工业生产过程中，齿轮转动是一种十分广泛的动力 传导方式。
由客观层面来看，在齿轮传动啮合接触冲击过 程中需尽可能地降低其产生的噪音与振动问题，以促进齿 轮应用性能的显著提升。
在当前的众多研究中，绝大部分 研究人员均将关注的重点放在了两个方面，即：①在齿轮 加工生产时，误差导致的啮入与啮出冲击现象；②齿轮侧 间隙内会出现冲击现象。
然而除上述两方面的情况以外，齿轮传动啮合接触也会发生冲击情况，因此未来还需针对 齿轮传动啮合接触冲击展开深入的研究工作。
2齿轮传动啮合接触冲击分析在现代工业生产中，齿轮有着无可替代的作用价值。
伴随着相关动力学研究的日渐深入，齿轮间的配合程度 与动力水平也有了大幅度的提升。
面齿轮传动的承载接触分析
中 图 分类 号 ： ＴＨ１ ２ ３
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ５２ １ （０ ０ ０—２ ９０ １０ —６ ５ ２ １ ）２０ １— ５
Ｌｏ ｄ Ｔｏ ｔ ｎｔ ｃ ａ ｏ ｈ Ｃｏ ａ ｔ Ａｎａ ｙ ｉ ｎ Ｆａ ｅ Ｇｅ ｒ Ｄｒ ｖ ｒ ｌ ｓｓｏ ｃ ａ ｉ ｅ
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第 ４ 卷 第 ２期 ２
２１ ０ ０年 ４月
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Ｖｏ ． ２ Leabharlann ｏ ２ １４ ． Ａｐｒ ２ ０ ． ０１
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齿轮接触面观察法的接触检查操作流程
齿轮接触面观察法的接触检查操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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准双曲面齿轮实际齿面接触分析与调整计算
2023年第47卷第4期Journal of Mechanical Transmission准双曲面齿轮实际齿面接触分析与调整计算韩昆朋1杨建军2（1 新乡职业技术学院数控技术学院，河南新乡453000）（2 河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471039）摘要为了对准双曲面齿轮实际齿面的接触区进行调整修正，基于齿面测量结果，对大、小轮齿面进行了双三次样条曲面拟合。
采用齿面点二维黄金分割加密方法，编制了离散齿面接触分析算法，获得了实际齿面的啮合信息和接触印痕调整参数，为机床加工参数的反调修正提供了依据。
对某车桥准双曲面齿轮副进行了实际齿面滚检试验，仿真分析与实际滚检结果基本一致，验证了所提出算法的可行性和正确性。
关键词准双曲面齿轮接触印痕齿面加密干涉Tooth Contact Analysis and Adjustment Calculation of Real ToothSurfaces of Hypoid GearsHan Kunpeng1Yang Jianjun2（1 School of Numerical Control Technology, Xinxiang Vocational and Technical College, Xinxiang 453000, China）（2 School of Mechatronics Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471039, China）Abstract For the purpose of adjusting the calculation of the contact pattern of real hypoid gears, the double third-power spline surface is used for fitting tooth surfaces of pinions and gears accurately according to the measurement results of the gear surface. Based on the two-dimension golden section method for increasing the density of gear grid mesh points, the contact analysis algorithm for discrete real gear surface is established to carry out the contact information of real gear surface and adjust parameters of contact patterns, which is applied for adjusting of machining-tool settings conveniently. In the end, a hypoid gear pair of automobile driving axles is used to verify the feasibility and correctness of the proposed algorithm by rolling tests, which shows that the contact pattern by discrete tooth contact analysis is consistent with the real rolling test.Key words Hypoid gear Contact pattern Tooth surface refinement Interference0 引言准双曲面齿轮具有重合度大、传动平稳等特点，广泛应用于车辆驱动桥传动中。
面齿轮啮合过程中齿面接触域的分析与研究
算 了面齿轮 啮合接 触域 的 大小 、 方向和 接 触力 ，并对接 触域 进行 仿 真 ，发现 齿 面接 触 痕迹 明显偏 于轮 齿 内
侧 ，并 通过 啮合 实验得 以验 证 ，这 一 结论 为 面齿轮 传 动 的合理 设计 和使 用提 供 理论依 据 。 关 键词 ：齿 面 曲率 ；齿 面诱 导法 曲率 ；齿 面接 触 域
关 注” 。 Ｊ
Ｕ 引 吾
面 齿 轮传 动是 一种 圆 柱齿 轮 与圆锥 齿 轮相 啮合
的新 型齿 轮传 动方 式 ，实 际上是 圆柱 齿 轮与 圆锥齿
目前 ，国 内外 就 面齿轮 啮合 原理 ，齿面 接触 强 度 ，轮齿 弯 曲强度 ，切齿 以及磨齿 加工 等方 面相 继 开展 了实 验研究［ ８ ４］ － 。然而 ，关 于面齿 轮啮合过程 中 接 触 痕 迹在 齿 面上 的分 布实 验 ， 国内还 鲜有 报 道 。 因此本 文拟 对齿 面 曲率及 齿 面诱导 法 曲率对 面齿 轮
ｏ ａ ｅｇ ａ ． ｆｆ ｃ ｅ ｒ Ｋｅ ｙｗｏｒ ｓ ：ｔ ｏ ｕ ａ ｅｃ ｒ ａｕ ｅ； ｉ ｄ ｃ ｄｎ ｒ ａ ｕ ｖ ｔ ｒ ｔ ｏ ｏ ｔｃ ｅ ｄ ｏ ｔ ｓ ｒ ｃ ｕ ｈ ｆ ｖ ｔｒ ｎ ｕ ｅ ｏ ｍ ｌ ｒ ａｕ ｅ； ｏ ｔ ｃ ｎ ａ ｔａ ａ ｃ ｈ ｒ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔｅｐ ｎ ｉ ｅｏ ｅ ｒｍ ｅ ｈ ｎ ， ｎ ｌｚ ｄ ｔｅｆ ｒ ａｉ ｎｏ ｅｆ ｃ — ｅ ｔ ｕ ａ ｅ Ｃａｃ ｃ ｒ ｉ ｇｔ ｒ ｃｐｌ ｆｇ ａ ｓ ｉ ｇ ａ ａｙ ｅ ｏ ｍ ｔｏ ｆｔ ａ ｅｇ ａ ｔ ｈ ｓ ｒ ｃ ． ｌｕ・ ｈ ｉ ｈ ｈ ｒ ｏｏ ｆ ｌ ｔｄ ｔ ｅｔ ｏ ｈ ｓ ｒａ ｅｃ ｒ ａ ｕ ｅａ ｄ ｔ ｅｉ ｄ ｃ ｄ ｎ ｒ ｌｃ ｒ ａｕ ｅａ ｄ ｅ ｐ ｕ ｄ ｄｔ ｅ ｉ ｌｕ ｎ ｉ ｇｆ ｃ ｏ ｓ Ｄ ｅ ｖ ｄ ｔ ｅ ａ ｅ ｏ ｔ ｕ ｃ ｕ ｖ ｔ ｒ ｎ ｎ ｕ ｅ ｏ ｍａ ｕ ｖ ｔ ｒ ｎ ｘ ｏ ｎ ｅ ｈ ｆ ｈ ｈ ｎｆ ｅ ｃ ｎ ａ ｔ ｒ． ｒ ｅ ｈ ｉ
面齿轮传动的承载接触分析
Mf m =
因此, 媒介齿轮齿廓方程为 x m = ± r k sin y m = r k co s z m = uk 式中 : u k 为媒 介齿轮齿廓的 齿宽方向变量 ; x m 中 “ + ” 为左齿廓 , x m 中“ - ” 为右齿廓。所以, 媒介齿 轮齿廓的齐次矩阵为 Rm = [ x m y m z m 1] 。
g
; S m -X m Y mZ m 是
媒介齿 轮的静坐标系, S m′ -X m′ ′ ′ 是媒介齿轮的 Ym Zm 随动坐标系, 媒介齿轮绕轴 Om Z m 旋转, 角速度为
m
, 转角为
m
; S f -X f Y f Zf 是面齿轮的静坐标系, S f , 转角为 ; 圆柱齿轮静坐
′ -X f′ Y f′ Z f′ 是 面齿 轮 的 随动 坐 标 系, 面 齿 轮绕 轴 Of Z f 旋转, 角速度为
cos 0
g
0 1
0 0
( 6)
0 0 0 1 从坐标系 S g 到 S m 的齐次转换矩阵为 1 0 0 0 M mg = 0 0 1 0 0 a 1 0 ( 7)
0 0 0 1 从坐标系 S m 到 S m ′ 的齐次转换矩阵为 cos m sin m 0 0 Mm ′ m = - sin 0 0
[ 11]
; 近年来由 Boeing 等公司对面齿轮传动进
[ 9]
行了试验 。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、 重量轻、 噪声小、 传动重合度大、 动力分流效果好等 诸多优点
[ 10]
。因此 , 西欧等发达国家将面齿轮传动
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 ( BK 2007194) 资助项目 ; 航空科 技创新基金 ( 08B 52004) 资助项目。 收稿日期 : 20090330; 修订日期 : 2009-1102 作者简 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 , Email: r pzhu@ nuaa. edu . cn 。
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中南大学学报(自然科学版) Journal of Central South University (Science and Technology)
Vol.44 No.1 Jan. 2013
面齿轮啮合过程中齿面接触分析
何国旗 1, 2，严宏志 1，胡威 1，何瑛 3，舒陶量 2 (1. 中南大学 机电工程学院 高性能复杂制造国家重点实验室，湖南 长沙，410083； 2. 湖南工业大学 机械工程学院，湖南 株洲，412007； 3. 湖南理工职业技术学院 资源工程系，湖南 湘潭，411104)
Tooth contact analysis of face gear meshing
HE Guoqi1, 2, YAN Hongzhi1, HU Wei1, HE Yi来自g3, SHU Taoliang2
(1. State Key Laboratory of High-Performance Complex Manufacturing, School of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China; 2. School of Mechanical Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China; 3. Department of Resources Engineering, Hunan Vocational Institute of Technology, Xiantan 411104, China) Abstract: According to the theory of face-gear meshing, a study was done on the tooth contact characteristics of the face-gear in meshing process. A meshing simulation of a face-gear and a cylindrical gear, with difference in the number of teeth Δ =1−3, was conducted to obtain the contact path of face-gear tooth surface and the area and shape of contact region, with corresponding programs programmed by using MATLAB software. And the conclusion was right verified by the detection experiments on face-gear tooth surface contact. The results show that the difference in numbers of teeth of the cylindrical gear has little effect on the area and location of the contact area of the tooth surface in face-gear transmission, while the transmission ratio has a great impact on the location of the contact area of tooth surface. The larger the transmission ratio, and closer of the tooth contact area to the middle of the face gear teeth, the more improvement for the property of face-gear transmission. The area and shape of the tooth surface contact area is influenced by the manufacturing precision. The higher accuracy and more stabe, the area and shape of the tooth surface contact area bring about the higher quality of transmission. Therefore, large transmission ratio and high manufacture precision are beneficial to improve the quality of face-gear transmission. Key words: face-gear meshing; contact path; contact area of tooth surface; transmission ratio
摘要：根据面齿轮啮合原理，研究面齿轮啮合过程中的齿面接触特性；运用 MATLAB 软件编制相应的程序仿真 接触区域面积及形状， 并通过面齿轮齿面接 出齿数差 Δ =1~3 的圆柱齿轮与面齿轮啮合时面齿轮齿面的接触轨迹、 触检测实验验证其正确性。研究结果表明：圆柱齿轮的齿数差对面齿轮传动的齿面接触区域的面积和位置影响不 大，而传动比对齿面接触区域的位置影响较大，传动比越大，齿面接触区域越靠近面齿轮轮齿的中部，越有利于 提高面齿轮传动的性能。同时实验表明齿面接触面积和形状受制造精度影响，精度越高，齿面接触区域面积和形 状越稳定，传动质量越高。因此，大的传动比和高的制造精度对提高面齿轮的传动性能是有益的。 关键词：面齿轮啮合；接触轨迹；齿面接触区域；传动比 中图分类号：TH132.4 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2013)01−0095−06