误差因素对弧齿锥齿轮传动接触的影响

王明阳; 李舒文; 孙月海

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2023.07.002

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误差因素对弧齿锥齿轮传动接触的影响

理论研究 | 更新时间：2023-08-14

- 误差因素对弧齿锥齿轮传动接触的影响
- Influence of Error Factors on Transmission Contact for Spiral Bevel Gears
- 机械传动 2023年47卷第7期页码：9-16
- 作者机构：
  
  天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室，天津 300354
- 作者简介：
  
  王明阳（1996— ），男，辽宁大石桥人，博士研究生；研究方向为齿轮传动；my_wang@tju.edu.cn。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(51875395)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.07.002
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2023-07-15，
  
  收稿日期：2022-05-27，
  
  修回日期：2022-08-07，
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王明阳,李舒文,孙月海.误差因素对弧齿锥齿轮传动接触的影响[J].机械传动,2023,47(07):9-16.

Wang Mingyang,Li Shuwen,Sun Yuehai.Influence of Error Factors on Transmission Contact for Spiral Bevel Gears[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(07):9-16.
王明阳,李舒文,孙月海.误差因素对弧齿锥齿轮传动接触的影响[J].机械传动,2023,47(07):9-16. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.07.002.

Wang Mingyang,Li Shuwen,Sun Yuehai.Influence of Error Factors on Transmission Contact for Spiral Bevel Gears[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(07):9-16. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.07.002.

摘要

线接触弧齿锥齿轮传动为全齿面接触，对误差较为敏感。为揭示误差因素对线接触弧齿锥齿轮传动接触的影响规律，开展了含误差因素的接触仿真分析。首先，基于刀盘逼近加工方法，建立了线接触弧齿锥齿轮的加工齿面数学模型，并验证了齿面模型的正确性；然后，基于该模型，分析了不同精度等级下的安装误差和齿距偏差对线接触弧齿锥齿轮传动接触的影响及对齿面接触应力和弹性变形的影响规律。数据分析结果表明，线接触弧齿锥齿轮传动因误差因素会产生边缘接触，主要表现在齿顶处，之后是小端，齿根和大端处不明显；在分析的多种误差中，齿距偏差和小轮轴线误差对齿面接触应力和弹性变形的影响较大，之后是轴交角误差和轴间距误差，大轮轴线误差的影响最小。研究结论可为线接触弧齿锥齿轮传动的误差控制和修形设计提供参考。

Abstract

The full tooth flank contact characteristic of the line contact spiral bevel gear transmission is sensitive to errors. To obtain the influence of error factors on transmission contact for line contact spiral bevel gears

the contact simulation analysis with error factors is carried out. Firstly

based on the cutter head approximation machining method

a tooth flank mathematical model of the line contact spiral bevel gear is developed

and the correctness of this model is verified. Then

based on this model

the influence of installation errors and pitch deviation for line contact spiral bevel gears with different accuracy levels are analyzed

and the change law of the contact stress and deformation for the mating flank are obtained. The results show that

due to error factors

the line contact spiral bevel gear transmission will produce edge contact

which is mainly shown at the top

and then at the toe

not obvious at the root and the heel. Among the various errors analyzed

the pitch deviation and the pinion axis error have the great influence on the contact stress and deformation of the tooth flank

followed by the shaft spacing error and the shaft angle error

and finally the gear axis error. The research results can provide reference for the error control and modification design of the line contact spiral bevel gear.

关键词

弧齿锥齿轮线接触齿距偏差安装误差接触仿真

Keywords

Spiral bevel gearLine contactPitch deviationInstallation errorContact simulation

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