NN型少齿差行星齿轮传动啮合冲击分析及修形设计

刘文吉 宋朝省 洪 英

1.天津工业大学，天津，300160

2.重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆，400030

0 引言

在齿轮工作过程中，由轮齿受载弹性变形、热变形、加工误差等引起的齿轮啮合冲击以及由此产生的齿顶刮行，使得齿面润滑状态发生改变，破坏润滑油膜，并使齿轮温度升高，甚至胶合失效。轮齿啮合冲击也是齿轮传动过程中振动与噪声的主要来源之一［1］。因此齿轮传动过程中的啮合冲击问题受到研究人员的广泛关注。姚文席等［1］用解析的方法，研究了直齿轮的误差、变形、载荷与啮合冲击时间、冲击力的定量关系。肖利民等［2］研究了通过合理选择齿轮参数来降低啮入冲击速度以减小传动噪声的设计方法。文献［3－4］分析了啮合冲击与齿轮点蚀破坏之间的关系。随着计算机技术的发展，有限元理论成为进行齿轮接触和啮合冲击分析的主要手段。杨生华［5］证明了进行齿轮接触有限元分析的可行性。Taburdagitan等［6］通过有限元分析和实验，发现斜齿轮的最大温升出现在齿顶附近的啮合线上。唐进元等［7］基于ANSYS／LS－DYNA对单对齿轮啮合的冲击过程进行了数值仿真，得到了较精确的冲击时间。

在渐开线少齿差行星齿轮传动实际啮合过程中，单齿啮合与双齿啮合交替存在，且少齿差内啮合传动存在明显的多齿啮合，因此啮合过程中各轮齿的受力、变形在单个啮合周期内不断变化。仅对某一位置进行静态轮齿接触分析不能全面地反映齿轮实际啮合情况。本文采用ANSYS有限元软件对存在多齿啮合效应的少齿差内啮合传动齿轮进行动态接触仿真分析，通过对轮齿从进入啮合到退出啮合的全过程进行仿真，揭示啮入、啮出冲击对齿面接触分布及摩擦刮行的影响；……