小轴交角面齿轮副齿面展成与啮合特性分析

为了增强直升机传动系统中小角度齿轮传动副的啮合性能,对小轴交角面齿轮副进行齿面几何与啮合特性研究。建立了小轴交角面齿轮副展成坐标系,并基于齿轮啮合原理推导了其齿面方程。基于蜗杆推导了拓扑修形的圆柱齿轮齿面方程,并将该圆柱齿轮应用到小轴交角面齿轮副中。进行了轮齿接触分析,并研究了安装误差对啮合的影响规律。为评价小轴交角面齿轮副的传动性能,进行了应力计算分析,并与锥形渐开线-圆柱齿轮副进行了对比。研究结果表明:相对于圆柱齿轮齿向修形,拓扑修形可有效避免小轴交角面齿轮副的边缘接触,减小接触应力和弯曲应力;相同参数下,小轴交角面齿轮副的接触应力和弯曲应力均比锥形渐开线齿轮-圆柱齿轮副小约27%。

小角度相交轴渐开线圆柱与变厚齿轮传动修形啮合特性分析

推导了考虑齿向修形与齿廓修形条件下的渐开线变厚齿轮齿面数学方程,采用有限元法建立了相交轴渐开线圆柱与变厚齿轮副有限元啮合模型,研究了单独齿向修形,单独齿廓修形与组合修形等不同的修形方式和修形量对接触印痕、齿根应力与传动误差的影响规律。结果表明:与修形前相比,变厚齿轮和圆柱齿轮单独齿向鼓形修形使得齿面接触区域减小,齿面接触应力与齿根弯曲应力增大,传动误差峰峰值增加;圆柱齿轮齿向边坡修形可以使得接触印痕从小端移动至轮齿中部,解决偏载现象;齿廓鼓形修形使得接触印痕呈现增大趋势,可以消除边缘接触现象;接触印痕对齿廓边坡修形最为敏感;变厚齿轮齿廓鼓形修形和圆柱齿轮齿向边坡修形的组合修形方式明显增加接触印痕面积,降低接触应力和传动误差。