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中心距误差对小模数齿轮接触与弯曲强度的影响

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为探究小模数齿轮中心距误差对轮齿强度的影响,以及标准GB/T 3480-2021对含中心距误差小模数齿轮强度设计的适用性,推导了含中心距误差的重合度系数、齿廓系数与应力修正系数计算公式,建立了含中心距误差的小模数齿轮有限元接触模型,提出有限元接触模型网格密度的验证方法.对2种计算方法得到的不同中心距误差下接触与弯曲应力进行了对比研究,结果表明,接触区域齿廓有限单元宽度不超过Hertz接触半宽的1/3时,齿轮有限元接触计算精度较高;采用标准GB/T 3480-2021校核含中心距误差的小模数齿轮强度,将产生冗余设计;当中心距误差达到1.33%时,接触应力幅值的最大变化为4.23%,而弯曲应力幅值的最大变化达到了16.25%,中心距误差对小模数齿轮弯曲应力的影响比接触应力更为显著.
Influence of Center Distance Error on Contact and Bending Strength of Small Module Gear
To investigate the influence of center distance error on tooth strength of small modulus gear and the applicability of GB/T 3480-2021 to the strength design of small modulus gear with center distance error,the calculation formulas of the contact coefficient,tooth profile coefficient,and stress correction coefficient are deduced by introducing center distance error.Then,the finite element model of small modulus gear with center distance error is established,and the verifying method to determine the mesh density is proposed.The contact stress and bending stress under different center distance errors obtained by the two methods are compared,and the results show that when the width of the element in the tooth profile contact area does not exceed 1/3 of the Hertz contact half-width,this contact model has a good calculation accuracy.The use of GB/T 3480-2021 to check the strength of small modulus gear with center distance error will produce a redundant design;when the center distance error reaches 1.33%,the maximum change of the contact stress amplitude is 4.23%,and the maximum change of the bending stress amplitude is more than 16.25%.The influence of center distance error on the bending stress of small modulus gear is more significant than the contact stress.

gearfinite element methodsmall modulecenter distance errorgear strength

胡波、申朋、刘辉华、尹来容、汪红兵、周长江

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2024

10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024204

湖南大学学报(自然科学版)
湖南大学

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CSTPCD北大核心
影响因子：0.651
ISSN：1674-2974
年,卷(期)：2024.51(10)