基于最小势能原理的双渐开线齿轮载荷分布研究

双渐开线齿轮接触线上的载荷非均匀分布，使得载荷计算困难。采用现有的方法或过于简化导致精度不足，或过于复杂使得计算量大、耗时长，并不适用于双渐开线齿轮载荷分布研究。为此，将双渐开线齿轮接触线等分为若干段，建立了双渐开线齿轮载荷分布模型，综合有限元法对轮齿载荷分布进行了研究。首先，根据双渐开线齿轮的啮合特点，求解了时变接触线，将每一啮合时刻下的齿轮接触线“分段”;然后，基于最小势能原理，建立了双渐开线齿轮的载荷分布模型，综合有限元法对齿轮轮齿载荷分布进行了研究；最后，对双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮的载荷分布进行了对比分析，并研究了输入扭矩、齿宽对双渐开线齿轮轮齿载荷分布的影响。研究结果表明：载荷分布模型与有限元仿真结果之间的误差在10%之内，载荷分布模型合理可靠；双渐开线齿轮沿接触线方向载荷分布不均匀，节线附近载荷值最大；同参数、同工况下的双渐开线齿轮载荷波动幅度小于普通渐开线齿轮；输入扭矩增加，双渐开线齿轮节线附近载荷分布发生突变；齿宽增加，双渐开线齿轮沿接触线载荷分布不均匀程度增加。