考虑齿面微观形貌的面齿轮承载接触特性分析
李志胜1
高松2
蔡志钦2
税剑锋3
杨树峰3
徐飞4
1.郑机所(郑州)传动科技有限公司,郑州 4500012.厦门大学 航空航天学院,厦门 3611023.中原工学院 智能机电工程学院,郑州 4500074.中国石油大庆钻探工程有限公司,大庆 163412
摘要：[目的]磨削加工在面齿轮齿面形成的微观形貌会显著改变齿面接触力学行为.突破传统接触分析中理想光滑齿面的假设,提出融合微观形貌特征的改进型面齿轮副承载接触分析方法.[方法]首先,对理论齿面模型进行齿面接触分析与齿面承载接触分析的联合求解,获得啮合轨迹离散点、宏观接触椭圆与载荷分布规律;其次,集成表面微观形貌测量数据,构建含磨削纹理取向和微凸体统计特征的三维形貌模型;再次,将承载接触区离散为微元网格,通过法向变形量的迭代计算与接触判定准则的应用,建立微观形貌变形补偿的降维映射模型,从而将三维粗糙接触问题转化为二维平面内微凸体弹塑性变形叠加问题;最后,提出基于接触点域积分法的真实接触面积计算模型,构建微观-宏观耦合的应力重分布算法.[结果]研究表明,微观形貌使有效接触面积平均缩减8.6%,单齿啮合阶段接触应力较理论值的最大增幅达19.3%.随着磨削切深从0.005 mm增加至0.015 mm,微观形貌纹理更加复杂,承载接触性能进一步降低.
关键词：面齿轮传动齿面微观形貌齿面承载接触分析形性耦合设计
分类号：TH122.2(机械设计、计算与制图)TB35(工程材料学)
资助基金：国家自然科学基金(52475070)航空科学基金(2024M063068001)
论文发表日期：2025-12-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 10-19 )
英文信息