面齿轮传动按正常齿制设计,其重合度通常在1.6左右。重合度大于等于2的高重合度(HCR)齿轮传动可以较大幅度地提高承载能力和动力学性能。为此,本项目提出了高重合度面齿轮传动,对其设计原理和传动性能作出研究,包括齿面生成、几何设计、啮合特性、弯曲强度、接触强度、胶合强度、动态特性,并进行相关的实验研究。提出了通过改变齿顶高系数、压力角、齿数以及齿数差获得了重合度大于2的面齿轮传动的方法,建立了HCR面齿轮传动齿顶不尖化和齿根不产生根切的条件;研究了面齿轮齿面的几何特性,分析了面齿轮齿面曲率和面齿轮传动的相对滑动速度;根据弹性接触力学理论,提出了面齿轮传动的齿面接触应力计算方程;提出了通过将面齿轮当量成齿条形成面齿轮传动弯曲应力的计算模型,获得了面齿轮齿根弯曲应力的一种计算公式;以H.Blok理论为基础,提出了面齿轮传动的齿面瞬时接触温升的一种计算方法;基于有限元法和集中参数理论对面齿轮传动的动力学进行了研究,研究了动力学特性,并分析了间隙等引起的非线性问题;开展了面齿轮传动接触试验、弯曲应力测量、运转试验等研究;根据理论和试验研究结果,开发了面齿轮传动设计与分析软件。
英文主题词gears; face gear; meshing; TCA