人字形面齿轮几何设计与基本特征分析

作     者：冯光烁 顾永鹏 兰旭东 周明 FENG Guangshuo;GU Yongpeng;LAN Xudong;ZHOU Ming

作者机构：清华大学航天航空学院 

出 版 物：《清华大学学报（自然科学版）》 (Journal of Tsinghua University(Science and Technology))

年 卷 期：2019年第59卷第8期

页      面：670-682页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：中国博士后科学基金(2017M620793) 

主　　题：人字形面齿轮副 几何设计 轮齿接触 圆柱齿轮轴向力 重合度 传动误差 

摘      要：该文提出了一种新型面齿轮副,即人字形面齿轮副。基于全齿面精确建模的面齿轮副设计方法,建立了人字形面齿轮副的几何设计方法。建立了虚拟产形齿轮的数学模型,推导了人字形面齿轮的数学模型,得到了人字形面齿轮副的精确三维实体模型。基于有限元加载接触分析方法,分析了人字形面齿轮副的基本特征:轮齿接触、圆柱齿轮轴向力、重合度、传动误差、内外侧轮齿齿宽的影响、内外侧轮齿相位的影响。数值研究表明人字形面齿轮副具有如下优点:圆柱齿轮无轴向力,简化了轴承支撑;可以采用大传动比、大螺旋角,承载能力强,振动噪声水平低,适用于高速重载场合;旋转方向敏感度低,适宜用于需要双向转动的场合。该文最后总结了人字形面齿轮副的设计准则。