硬齒面雙圓弧齒輪齒根的彎曲強(qiáng)度研究.pdf

1、隨著生產(chǎn)的發(fā)展，滲碳淬火硬齒面雙圓弧齒輪在低速重載傳動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用逐漸增多。然而，我國(guó)對(duì)硬齒面雙圓弧齒輪傳動(dòng)承載能力及可靠性的研究尚屬起步。在負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)中，雙圓弧齒輪的載荷集中于齒寬上較窄一段的接觸跡上，齒根應(yīng)力較大，當(dāng)輪齒的循環(huán)彎曲應(yīng)力超過材料的疲勞極限時(shí)，將引起疲勞裂紋不斷擴(kuò)展而導(dǎo)致輪齒折斷。齒面變硬后，齒輪的抗點(diǎn)蝕能力及抗膠合能力有明顯提高，使得輪齒的彎曲疲勞斷裂成為主要失效形式。因此，進(jìn)一步提高硬齒面雙圓弧齒輪承載能力的關(guān)鍵是提高其彎

2、曲強(qiáng)度，探索新型輪齒齒形就成為必然的選擇，如鄭州機(jī)械研究所提出的ZY-1型齒形。 為了研究硬齒面雙圓弧齒輪的抗彎能力，利用紫瑞CAE2.0軟件對(duì)在SolidWorks軟件中生成的ZY-1型三維輪齒模型進(jìn)行有限元分析并與91型進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)于91型硬齒面雙圓弧齒輪用電測(cè)法測(cè)定了輪齒在載荷作用下齒根處的應(yīng)力.還對(duì)9l型20CrMnMo和20CrNi2Mo滲碳齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)研究，求得可靠度R=50％和R=99％時(shí)的彎曲疲

3、勞極限應(yīng)力及R-S-N曲線。試驗(yàn)結(jié)果既可作為設(shè)計(jì)和使用的參考，又作為改善其性能的依據(jù)。 該文的主要工作和結(jié)論如下： (1)由設(shè)計(jì)參數(shù)得出齒輪齒廓的各段曲線方程的參數(shù)取值范圍，使用VisualBasic編程語言在SolidWorks平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)輪齒齒形的生成，并以此為基礎(chǔ)得到所要分析輪齒的三維模型和試驗(yàn)齒輪模型。使用該方法建立的模型符合實(shí)際情況。 (2)對(duì)不同模數(shù)、螺旋角和齒數(shù)時(shí)的模型用有限元分析后得到，ZY-l型的

4、齒根應(yīng)力隨著法向模數(shù)增大而減??；齒根應(yīng)力隨著螺旋角的增大而增大，但是對(duì)螺旋角的變化不敏感。在相同條件下ZY-1型齒根應(yīng)力比91型小20％以上，可以承載更大的扭矩，傳遞更大的功率，更適用于低速重載傳動(dòng)中的滲碳淬火硬齒面齒輪。 (3)對(duì)記錄的試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)處理后得到材料為20CrMnMo在R=99％時(shí)得到齒輪的彎曲疲勞極限為543.1MPa，在R=50％時(shí)齒輪的彎曲疲勞極限為585.9MPa；材料為20CrNi2Mo在R=99％時(shí)得到