考虑磨损故障的双渐开线齿轮传动系统动态特性研究 被引量：2

1

作者 姜春雷 樊智敏 +2 位作者 姜宇 孙旭睿 闵令竹 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第5期775-785,共11页

针对目前双渐开线齿轮(DIG)研究过程中齿廓磨损对双渐开线齿轮动态特性的影响问题,对考虑磨损故障的双渐开线齿轮传动系统动态特性进行了研究。首先,进行了双渐开线齿轮接触线长度与齿面载荷计算,考虑相对滑移距离,建立了等效接触模型;... 针对目前双渐开线齿轮(DIG)研究过程中齿廓磨损对双渐开线齿轮动态特性的影响问题,对考虑磨损故障的双渐开线齿轮传动系统动态特性进行了研究。首先,进行了双渐开线齿轮接触线长度与齿面载荷计算,考虑相对滑移距离,建立了等效接触模型;然后,进行了双渐开线齿轮齿面累积磨损量、齿轮齿面累积磨损深度的计算,建立了双渐开线齿轮啮合刚度计算模型,进行了磨损故障的双渐开线齿轮刚度的计算;最后,以一对双渐开线齿轮为研究对象,采用集中质量法建立了6自由度动力学模型,研究了齿面磨损对双渐开线齿轮动力学特性的影响。研究结果表明:在运行1×104次载荷循环后,混合弹流润滑状态下,双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮(CIG)在节线附近齿根位置的最大累计磨损量差值为0.00207μm,且双渐开线齿轮节线靠近齿顶位置的磨损小于普通渐开线齿轮的磨损;双渐开线齿轮系统在磨损后振动加速度幅值小于普通渐开线斜齿轮的幅值。通过对不同磨损情况下的时域响应进行研究,发现磨损导致双渐开线齿轮传动系统的振动幅值增大。 展开更多

关键词 机械传动 双渐开线齿轮 齿廓磨损 混合弹流润滑 动力学模型 时域响应 齿轮啮合刚度 模态分析 传动系统振动特性

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双渐开线齿轮的模态与振动响应 被引量：9

2

作者 唐勇 张志强 +1 位作者 唐胜利 许焰 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期61-64,共4页

由任意转角位置的双渐开线齿轮齿面数学模型,在Pro/E中建立了高精度的参数化双渐开线齿轮模型.分析计算了双渐开线齿轮参数对固有频率的影响,对频率响应作了分析.所得结论反映了齿轮的动力学性能,为双渐开线齿轮设计提供了振动特性数据.

关键词 双渐开线齿轮 有限元 固有频率 模态振型 振动响应

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双渐开线齿轮传动稳态温度场模拟分析 被引量：11

3

作者 樊智敏 王瑞雪 周万峰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期198-203,共6页

双渐开线齿轮传动是一种新型齿轮传动。融合摩擦学、传热学和齿轮啮合原理,将轮齿之间摩擦接触所释放的热能视为热源,计算出稳态条件下双渐开线齿轮的摩擦热通量和对流系数;利用Ansys有限元软件,对双渐开线齿轮传动进行稳态温度场有限... 双渐开线齿轮传动是一种新型齿轮传动。融合摩擦学、传热学和齿轮啮合原理,将轮齿之间摩擦接触所释放的热能视为热源,计算出稳态条件下双渐开线齿轮的摩擦热通量和对流系数;利用Ansys有限元软件,对双渐开线齿轮传动进行稳态温度场有限元分析;通过对不同阶梯参数下双渐开线齿轮的温度场仿真计算,得到轮齿最大温度值变化规律。 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 稳态温度场 摩擦 有限元法 热分析

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基于Ideas的渐开线-双渐开线齿轮强度对比分析 被引量：4

4

作者 张光辉 陶凌峰 刘文 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1-4,共4页

利用Ideas软件的建模与仿真模块,建立了具有精确齿廓的渐开线齿轮副与分阶式双渐开线齿轮副的有限元分析模型,并对这两种齿轮在相同设计参数和相同加载力矩下的啮合情况进行有限元接触分析,求解出了这两种齿轮传动在不同啮合位置下的接... 利用Ideas软件的建模与仿真模块,建立了具有精确齿廓的渐开线齿轮副与分阶式双渐开线齿轮副的有限元分析模型,并对这两种齿轮在相同设计参数和相同加载力矩下的啮合情况进行有限元接触分析,求解出了这两种齿轮传动在不同啮合位置下的接触应力和弯曲应力,并作了对比分析.同时着重分析了分阶式双渐开线齿轮由于齿腰分阶对接触应力和弯曲应力的影响情况,为分阶式双渐开线齿轮这种新型传动应用于生产提供了理论依据. 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 齿腰分阶 有限元 应力

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双渐开线齿轮齿面摩擦力对接触应力的影响 被引量：4

5

作者 樊智敏 周万峰 王瑞雪 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1-5,共5页

建立双渐开线齿轮有限元模型,分析齿面摩擦力对接触应力的影响,并与渐开线齿轮进行对比。结果表明:相同摩擦状态下,双渐开线齿轮与渐开线齿轮的最大等效接触应力的数值差别不大,但接触应力分布不同,渐开线齿轮节点附近接触应力比较高,... 建立双渐开线齿轮有限元模型,分析齿面摩擦力对接触应力的影响,并与渐开线齿轮进行对比。结果表明:相同摩擦状态下,双渐开线齿轮与渐开线齿轮的最大等效接触应力的数值差别不大,但接触应力分布不同,渐开线齿轮节点附近接触应力比较高,双渐开线齿轮节点以下靠近齿根处接触应力比较高;齿面摩擦力对接触应力分布的影响不大,但对接触应力数值的影响很大,因此在进行接触应力分析时,必须考虑齿面摩擦力的影响;通过改变齿面间的润滑条件,减小齿面摩擦力,是提高齿轮抗点蚀能力和接触疲劳寿命的有效方法。 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 齿面摩擦力 接触应力 渐开线齿轮

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基于有限元法的双渐开线齿轮啮合刚度计算 被引量：10

6

作者 樊智敏 江峰 +2 位作者 马瑞磷 王明凯 徐俊 《机电工程》 CAS 北大核心 2021年第2期151-157,共7页

针对双渐开线齿轮啮合刚度变化规律不明的问题,对其啮合刚度的时变性进行了研究,提出了一种基于有限元法建立的双渐开线齿轮啮合刚度计算模型,用于求解双渐开线齿轮时变啮合刚度。应用有限元分析软件ABAQUS提取了齿面法向接触力和综合... 针对双渐开线齿轮啮合刚度变化规律不明的问题,对其啮合刚度的时变性进行了研究,提出了一种基于有限元法建立的双渐开线齿轮啮合刚度计算模型,用于求解双渐开线齿轮时变啮合刚度。应用有限元分析软件ABAQUS提取了齿面法向接触力和综合弹性变形,根据刚度公式求解了啮合刚度;研究了不同齿宽条件下主、从动轮综合弹性变形和啮合刚度的变化规律,对比分析了同参数、同工况条件下双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮啮合刚度的差异,并与ISO6336—1:2006中啮合刚度的计算方法进行了比较,验证了该齿轮啮合刚度计算方法的正确性。研究结果表明:在一个啮合周期内,齿宽越大,综合弹性变形量越小,单齿啮合刚度越大;双渐开线齿轮综合时变啮合刚度变化趋势与普通渐开线齿轮相似,双渐开线齿轮综合啮合刚度小于同参数的普通渐开线斜齿轮,双渐开线齿轮综合啮合刚度波动幅值略低于普通渐开线齿轮。 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 有限元法 弹性变形 啮合刚度

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分阶式双渐开线齿轮轮齿刚度的研究 被引量：3

7

作者 许洪斌 张光辉 加藤正名 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1999年第1期116-120,共5页

用有限元方法首次计算分析了分阶式双渐开线齿轮轮齿的刚度、啮合刚度和载荷分配系数，结果表明双渐开线齿轮的刚度、啮合刚度均提高了，而载荷分配系数基本不变；提出直线逼近齿廓曲线近似求解该齿轮刚度的能量积分法。

关键词 齿轮传动 刚度 双渐开线齿轮 承载能力 分阶式

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双渐开线齿轮振动特性的试验研究 被引量：10

8

作者 樊智敏 张光辉 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第5期820-823,共4页

在电功率流封闭式齿轮试验台上对渐开线齿轮、双渐开线齿轮进行了同参数、同工况下的性能对比试验。试验结果及振动特性分析显示 ,双渐开线齿轮具有优良的动力学特性 ,是一种性能优良的新型齿轮 。

关键词 双渐开线齿轮 振动 试验研究

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双渐开线齿轮传动的啮合分析 被引量：8

9

作者 樊智敏 张汝琦 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第5期779-781,共3页

从双渐开线齿轮基本齿廓的定义出发 ,基于包络曲面法原理 ,导出双渐开线齿轮各部分齿面方程通用表达式 ,应用啮合理论 。

关键词 双渐开线齿轮 啮合 齿面方程

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双渐开线齿轮最小齿数的研究 被引量：3

10

作者 樊智敏 张光辉 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1998年第6期1-6,共6页

从端截面出发研究双渐开线齿轮不产生根切的极限齿数，指出在界点切齿啮合时，啮合线并不通过刀尖椭圆中心，进而导出不产生根切的最小齿数计算式，并把齿顶变尖问题与不产生根切的极限齿数结合在一起进行研究，展现了双渐开线齿轮的优... 从端截面出发研究双渐开线齿轮不产生根切的极限齿数，指出在界点切齿啮合时，啮合线并不通过刀尖椭圆中心，进而导出不产生根切的最小齿数计算式，并把齿顶变尖问题与不产生根切的极限齿数结合在一起进行研究，展现了双渐开线齿轮的优越性。 展开更多

关键词 干涉 根切 双渐开线齿轮 最小齿数 齿轮传动

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齿面摩擦和啮合刚度对双渐开线齿轮传动动态特性的影响研究 被引量：3

11

作者 樊智敏 许君君 《机电工程》 CAS 2016年第9期1039-1043,1056,共6页

针对双渐开线齿轮传动动态特性问题,通过建立双渐开线齿轮的有限元模型,综合考虑齿面摩擦与齿轮啮合刚度二因素,对双渐开线齿轮传动系统进行了有限元模态分析,运用响应曲面法研究了齿面摩擦与齿轮啮合刚度对双渐开线齿轮振动变形和模态... 针对双渐开线齿轮传动动态特性问题,通过建立双渐开线齿轮的有限元模型,综合考虑齿面摩擦与齿轮啮合刚度二因素,对双渐开线齿轮传动系统进行了有限元模态分析,运用响应曲面法研究了齿面摩擦与齿轮啮合刚度对双渐开线齿轮振动变形和模态频率的影响;选取不同模态阶数对双渐开线齿轮传动系统进行了动态特性研究,分析了不同模态阶数下双渐开线齿轮的振动变形与模态频率变化状况。研究结果表明,随着齿面摩擦因数与齿轮啮合刚度的增加,不同模态阶数下双渐开线齿轮传动系统各阶振动变形与模态频率均显著增加,齿面摩擦与齿轮啮合刚度对双渐开线齿轮传动动态特性有一定影响,在对齿轮传动系统进行动态特性研究时,必须对齿面摩擦与齿轮啮合刚度进行充分考虑。 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 摩擦 啮合刚度 振动变形 模态频率

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双渐开线齿轮传动的油膜刚度研究 被引量：8

12

作者 樊智敏 王明凯 尹兆明 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期280-288,共9页

在齿轮传动系统中,齿轮啮合刚度对振动、冲击、齿轮动力学特性分析以及接触应力计算有重要影响.根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点,基于弹流润滑理论,建立了双渐开线齿轮传动油膜刚度计算模型,研究双渐开线齿轮传动油膜刚度变化规律.采用对... 在齿轮传动系统中,齿轮啮合刚度对振动、冲击、齿轮动力学特性分析以及接触应力计算有重要影响.根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点,基于弹流润滑理论,建立了双渐开线齿轮传动油膜刚度计算模型,研究双渐开线齿轮传动油膜刚度变化规律.采用对比法分析了双渐开线齿轮与同参数普通渐开线齿轮传动油膜刚度差异,并研究双渐开线齿轮齿廓参数和工况条件对油膜刚度的影响.分析表明:双渐开线齿轮由于轮齿分阶的影响,与同参数渐开线齿轮传动油膜刚度相比有较大差异;双渐开线齿轮传动油膜刚度随齿腰高度系数的增大而减小,齿腰切向变位系数变化时,油膜刚度基本不变;工况条件变化时,双渐开线齿轮传动油膜刚度随转速的增大而减小,随载荷增量因子的增大而增大. 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 渐开线齿轮 油膜刚度 分阶参数 工况条件

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双渐开线齿轮齿腰过渡曲线干涉分析 被引量：2

13

作者 樊智敏 张光辉 《机械设计与制造》 2002年第5期52-53,共2页

对双渐开线齿轮齿腰过渡曲线干涉问题进行了深入分析,提出滚切时存在“过切”现象,指出“过切”现象的存在将引起应力集中和工作齿廓缩短,并对双渐开线齿轮齿廓参数及齿轮参数对过切量的影响进行定性分析。

关键词 双渐开线齿轮 齿腰过渡曲线 干涉 齿廓 过切

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基于分形理论的双渐开线齿轮接触应力研究 被引量：4

14

作者 樊智敏 张秀文 马永东 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期150-156,共7页

综合考虑接触面粗糙度、材料特性等因素对齿轮接触应力的影响,基于分形理论和经典Hertz接触理论建立双渐开线齿轮分形接触模型.该模型中,影响载荷和实际接触面积的主要因素包括分形维数、粗糙度幅值和材料特性参数.理论分析表明:分形维... 综合考虑接触面粗糙度、材料特性等因素对齿轮接触应力的影响,基于分形理论和经典Hertz接触理论建立双渐开线齿轮分形接触模型.该模型中,影响载荷和实际接触面积的主要因素包括分形维数、粗糙度幅值和材料特性参数.理论分析表明:分形维数一定时,真实接触面积随着载荷的增大而增大;载荷一定时,接触面积随着粗糙度幅值的增大而减小;随着材料特性参数值的增加,在一定程度上加强了软材料轮齿承载能力,同时会使得微凸体由弹性变形到塑性变形的临界面积减小.对比分形接触模型和有限元模型两种计算双渐开线齿轮轮齿接触应力方法,结果证明了分形接触模型计算双渐开线齿轮接触应力的有效性. 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 接触强度 分形理论 HERTZ接触理论 有限元

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双渐开线齿轮分阶参数对弹流润滑特性的影响研究 被引量：2

15

作者 樊智敏 王明凯 +1 位作者 尹兆明 哈振骞 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第2期113-119,共7页

针对双渐开线齿轮分阶参数对弹流润滑特性影响的问题,根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点及弹流润滑理论,推导出了双渐开线齿轮接触线长度及当量曲率半径计算公式。建立了双渐开线齿轮弹流润滑模型,研究了双渐开线齿轮分阶参数对弹流润滑特... 针对双渐开线齿轮分阶参数对弹流润滑特性影响的问题,根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点及弹流润滑理论,推导出了双渐开线齿轮接触线长度及当量曲率半径计算公式。建立了双渐开线齿轮弹流润滑模型,研究了双渐开线齿轮分阶参数对弹流润滑特性的影响;通过数值计算,得出了最小油膜厚度及摩擦系数在啮合周期内的分布情况。研究结果表明:采用该模型得出的最小油膜厚度与已有算例及经验公式得出的数值结果偏差较小;与双渐开线齿轮齿腰高度系数相比,齿腰切向变位系数对最小油膜厚度的影响较小,最小油膜厚度随高度系数的增大而减小;摩擦系数随齿腰高度系数的增大而增大,随齿腰切向变位系数的增大而减小。 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 弹流润滑 分阶参数 油膜厚度 摩擦系数

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基于乏信息理论的双渐开线齿轮随机振动误差预测研究 被引量：1

16

作者 樊智敏 任孟成 《机电工程》 CAS 2017年第9期953-958,共6页

针对目前双渐开线齿轮传动特征数据少、概率分布未知、缺乏先验知识等问题,基于乏信息理论对该齿轮传动在随机振动过程中的误差预测进行了研究,结合灰色GM(1,1)模型和Bootstrap抽样原理的优点,提出了一种基于乏信息动态估计的预测方法,... 针对目前双渐开线齿轮传动特征数据少、概率分布未知、缺乏先验知识等问题,基于乏信息理论对该齿轮传动在随机振动过程中的误差预测进行了研究,结合灰色GM(1,1)模型和Bootstrap抽样原理的优点,提出了一种基于乏信息动态估计的预测方法,并在乏信息数据样本中,建立了动态灰色自助模型。利用试验所得样本数据对双渐开线齿轮振动误差进行了评估预测,并将模型预测值与原始试验数据进行了对比,以验证该方法的可行性及预测模型的可靠性;同时与灰色GM(1,1)模型和蒙特卡罗模型的预测值进行了对比,以验证该模型的准确性。研究结果表明:该模型预测结果精度较高,能有效地缩短试验时间,节约试验成本,较好地解决了双渐开线齿轮随机振动误差的预测问题,该预测方法也可用于其他齿轮传动。 展开更多

关键词 乏信息 双渐开线齿轮 动态灰色自助模型 振动误差

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双渐开线齿轮齿廓参数方程研究

17

作者 张志强 唐勇 +1 位作者 贺静 戴娟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第3期292-296,共5页

基于加工原理提出的双渐开线齿轮齿廓参数方程,表述简单,无须坐标变换,能真实地描述双渐开线齿轮轮齿在任一转角位置时端面齿廓上的任一点,实现了双渐开线齿轮齿廓的简单、准确、快捷计算。该研究结果为双渐开线齿轮数字化设计、啮合分... 基于加工原理提出的双渐开线齿轮齿廓参数方程,表述简单,无须坐标变换,能真实地描述双渐开线齿轮轮齿在任一转角位置时端面齿廓上的任一点,实现了双渐开线齿轮齿廓的简单、准确、快捷计算。该研究结果为双渐开线齿轮数字化设计、啮合分析、运动学和动力学分析提供了新的理论依据和实际应用价值。 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 端面齿廓 坐标变换 任意转角位置 参数方程

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基于热弹流润滑的双渐开线齿轮温度场研究 被引量：12

18

作者 尹兆明 江峰 樊智敏 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期268-279,共12页

针对现有双渐开线齿轮温度场计算模型不考虑油膜润滑影响的问题,根据双渐开线齿轮啮合特点,提出采用"分段法"建立适合双渐开线齿轮的热弹流润滑模型,综合有限元法和热弹流润滑方法对其本体温度进行研究,并以润滑油膜为热源对... 针对现有双渐开线齿轮温度场计算模型不考虑油膜润滑影响的问题,根据双渐开线齿轮啮合特点,提出采用"分段法"建立适合双渐开线齿轮的热弹流润滑模型,综合有限元法和热弹流润滑方法对其本体温度进行研究,并以润滑油膜为热源对其瞬时温升进行研究,最后分析了齿腰分阶参数对双渐开线齿轮温度场影响以及与普通渐开线齿轮温度场差异.结果表明:双渐开线齿轮本体温度沿齿宽方向呈非对称分布,主动轮最高本体温度偏向齿根啮入端,从动轮偏向齿顶啮出端;啮合齿面间的油膜瞬时温升明显高于两齿轮界面温升,且主动轮界面瞬时温升高于从动轮;齿腰分阶参数变化对双渐开线齿轮温度场影响较小;双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮的本体温度及齿面瞬时温升区别不大. 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 热弹流润滑 油膜 有限元 温度场

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基于分形齿面粗糙度的双渐开线齿轮时变啮合刚度研究 被引量：5

19

作者 陈亮 樊智敏 +2 位作者 尹兆明 曲伟 张耘瑞 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期358-367,共10页

为更精确求解双渐开线齿轮时变啮合刚度并考虑齿面形貌的影响,将每一啮合时刻下齿轮接触线“分段”,每段接触线上的接触等效为圆柱体接触,并基于M-B分形理论与赫兹接触理论,建立考虑分形齿面粗糙度的双渐开线齿轮时变啮合刚度模型.通过... 为更精确求解双渐开线齿轮时变啮合刚度并考虑齿面形貌的影响,将每一啮合时刻下齿轮接触线“分段”,每段接触线上的接触等效为圆柱体接触,并基于M-B分形理论与赫兹接触理论,建立考虑分形齿面粗糙度的双渐开线齿轮时变啮合刚度模型.通过齿轮啮合刚度分形模型、有限元模型与ISO 6336-1:2006(E)结果对比分析,验证了所建分形模型的合理性.分析了摩擦系数、齿轮材料的特性参数、分形维数以及粗糙度幅值等对双渐开线齿轮时变啮合刚度的影响,结果表明:同载荷条件下,啮合刚度随摩擦系数的减小而提高,摩擦系数小到一定范围时,其改变对啮合刚度影响较小;分形维数与齿轮材料特性参数增加,可以提高啮合刚度;减小粗糙度幅值可以提高啮合刚度,分形维数不同对啮合刚度的影响程度不同.该研究为结合齿面形貌的齿轮摩擦动力学分析提供一定理论基础. 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 时变啮合刚度 摩擦 M-B分形理论 有限元法

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基于载荷分担理论的双渐开线齿轮混合弹流润滑分析 被引量：2

20

作者 王明凯 樊智敏 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期70-77,共8页

根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点,基于载荷分担、弹流润滑理论,建立双渐开线齿轮混合弹流润滑模型,研究双渐开线齿轮齿廓参数对混合弹流润滑特性的影响。采用对比法分析双渐开线齿轮与同参数普通渐开线齿轮啮合特性及润滑性能差异,并研究... 根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点,基于载荷分担、弹流润滑理论,建立双渐开线齿轮混合弹流润滑模型,研究双渐开线齿轮齿廓参数对混合弹流润滑特性的影响。采用对比法分析双渐开线齿轮与同参数普通渐开线齿轮啮合特性及润滑性能差异,并研究双渐开线齿轮齿廓参数对润滑特性的影响。研究表明:双渐开线齿轮由于轮齿分阶的影响,其啮合特性及润滑性能与普通渐开线齿轮相比有较大差异;稳态载荷作用下,双渐开线齿轮在除接触线全部位于齿顶啮合区之外的位置,润滑性能优于普通渐开线齿轮;双渐开线齿轮中心膜厚随齿腰高度系数增大而减小,摩擦因数随齿腰高度系数的增大而增大;中心膜厚在齿顶啮合区随齿腰切向变位系数的增大而减小,在齿根啮合区中心膜厚变化规律与齿顶啮合区相反,摩擦因数随齿腰切向变位系数的增大而减小。 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 载荷分担 混合弹流润滑 摩擦因数 渐开线齿轮

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