少齿数齿轮副的有限元分析

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齿轮传动是机器和仪器设备中应用最广的～种传动方式。少齿数渐开线圆柱齿轮是普通渐开线斜齿轮的延伸，它突破了传统齿轮设计中最少齿数的限制。少齿数齿轮的齿数可以达到1-10齿，同时可以实现单级大传动比，最大传动比可达31.5。由于少齿数齿轮齿数很少，不仅给加工带来-定的困难，同时由于采用大螺旋角和齿顶变尖等会影响到少齿数齿轮的传动性能。目前少齿数齿轮在国内外都有- 定的应用，但是由于参考资料有限，国内研究较少，推广受到了-定的限制。因此少齿数齿轮副的有限元分析对少齿数齿轮的受力分析、改进设计和推广有着十分重要的价值和意义。本文以某型少齿数齿轮减速器为基础，对齿轮传动系统进行了动态接触有限元分析，对少齿数齿轮副的齿面接触强度的两种计算方法进行了对比♂果证明，以下界点作为齿面接触强度计算点比传统的斜齿轮齿面接触强度校核方法更为合理。

1 少齿数齿轮副参数的选择少齿数齿轮是变位齿轮，变位齿轮传动的优越性能否实现，完全依赖于变位系数选取得是否合理；如果变位系数选择得当，可使齿轮的承载能力提高20%以上，假若变位系数选择不当，反而可能降低齿轮的承载能力。所以，如何正确、合理地选择变位系数，就成为设计变位齿轮传动的关键问题。因此在齿数、模数传动比给定的情况下，本文在满足有侧隙啮合条件、加工时不根切、有必要的重合度、有-定的齿顶厚和齿轮在传动时不干涉的条件下，以等滑动率作为少齿数齿轮选择变位系数的分配条件。

选取的齿轮副的设计参数为：法面模数 /7/， 6，螺旋角 卢23。，齿数 z 4，z：80，变位系数 0.548 1， 20.421 3。

2 少齿数齿轮副接触有限元模型2.1 少齿数齿轮副的建模为了符合实际情况，本文根据齿轮齿廓形成原理，结合少齿数齿轮的特点，利用坐标变换的方法，推收稿 日期：2013-03-05作者简介：吕张来(1985-)，男，河南省南阳市人，陕西理工学院助理工程师，硕士，主要研究方向为新型机械传动设计。

· 8·第4期 吕张来 少齿数齿轮副的有限元分析导出用齿条刀具加工少齿数齿轮时的渐开线曲线方程和过渡曲线方程，详细推导过程可以参阅文献[2]。利用三维设计软件 Pro/E对少齿数齿轮副进行了精确造型，详细设计过程可以