变位渐开线直齿圆柱齿轮传动过程接触应力分析

为了便于变位齿轮精确传动设计，基于Hertz公式，计算变位渐开线直齿圆柱齿轮传动的最大接触应力，分析最大接触应力出现的位置，推导最大接触应力和节点啮合时接触应力的比值函数(称为应力比),将变位齿轮最大接触应力的计算式表达为应力比与节点应力的乘积。分析变位齿轮传动中应力比随小齿轮齿数和传动比变化的规律。结果表明：小齿轮齿数Z₁大于17时，随着Z₁增大，应力比减小；小齿轮齿数Z₁小于17时，随着Z₁增大，应力比增大；Z₁等于17时应力比最大；而传动比u增大，应力比会增大。如果齿轮接触强度的设计准则为最大接触应力比节点接触应力大8%或以上，则需要按最大接触应力进行精确设计。提供了需要进行精确接触强度计算的齿数和传动比的数值范围。在实例分析中采用有限元方法验证了推导的应力比计算式的正确性。