【摘 要】
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渐开线直齿圆柱齿轮以其结构简单、经济性好、无轴向力、可以简化支承结构等优点在航空领域得到了广泛的应用。高重合度直齿圆柱齿轮与低重合度直齿轮圆柱齿轮相比,同时参与啮合的齿数增加,单个轮齿所承担的载荷降低,承载能力更大。然而,由于高重合度直齿圆柱齿轮的齿高增加,齿间相对滑动速度变快,齿面温升增加,因此齿面胶合的风险增加。对高重合度直齿圆柱齿轮齿面接触温度的计算与测量,并对影响齿面接触温度的因素进行研究
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渐开线直齿圆柱齿轮以其结构简单、经济性好、无轴向力、可以简化支承结构等优点在航空领域得到了广泛的应用。高重合度直齿圆柱齿轮与低重合度直齿轮圆柱齿轮相比,同时参与啮合的齿数增加,单个轮齿所承担的载荷降低,承载能力更大。然而,由于高重合度直齿圆柱齿轮的齿高增加,齿间相对滑动速度变快,齿面温升增加,因此齿面胶合的风险增加。对高重合度直齿圆柱齿轮齿面接触温度的计算与测量,并对影响齿面接触温度的因素进行研究,可为设计高重合度直齿轮时胶合承载能力的控制提供理论依据。(1)研究高重合度直齿轮传动及齿轮副参数的设计、轮齿的刚度和齿间载荷分配。主要分析了齿数、压力角、齿顶高系数、变位系数对齿轮重合度变化的影响程度及其规律性。根据高重合度直齿轮的啮合特点,得到高重合度直齿轮沿啮合线载荷分布。(2)基于Blok闪温理论,利用推导的齿间载荷分担率分析修正系数沿啮合线的分布情况,并得到沿啮合线上的齿面接触温度分布。通过分析可以看出,当在节点处齿面接触温度最低,而不同重合度齿轮齿面最高接触温度则不相同。普通重合度齿轮的齿面最高接触温度在实际啮入点处,此时轮齿载荷分担率较整个啮合齿面来说较低,但其齿间相对滑动速度较高导致较高的齿面接触温度;高重合度直齿轮的齿面最高接触温度则位于靠近啮入点处的不同啮合区交界点处。(3)开展高重合度直齿轮齿面胶合承载能力试验验证,选择温度测量方法,搭建试验台测量齿面接触温度,并将理论计算数值与其进行对比,验证理论计算公式的可靠性。(4)根据推导的公式分析了齿形和系统等因素对齿面接触温度的影响规律,研究了单参数变化对高重合度直齿轮和普通重合度直齿轮啮合线上齿面接触温度分布的影响规律。高重合度直齿轮的齿面温度随齿数、模数、压力角和变位系数的增加而降低,随齿面粗糙度和齿顶高系数的增加而升高。对于进行负变位的高重合度直齿圆柱齿轮来说,齿面最高的接触温度从靠近啮入点的三齿啮合区与两齿啮合区的交界点变化到实际啮入点处。
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