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齿轮传动效率的研究

易俊  
【摘要】:传统的齿轮设计方法以满足强度、寿命理论为准则,忽视了所选择的参数对传动效率的影响,目前,设计中所使用的传动效率是通过实验得出的统计结果,按齿轮的精度等级和润滑形式查表选取,所查的数值不是一个精确的值,这对于齿轮传动,尤其是多级齿轮和行星齿轮传动的传动效率会产生较大的设计计算误差。因此研究齿轮传动的效率具有重要的理论和现实意义。 本文从理论力学的角度推导出了齿轮的啮合效率的计算公式,齿轮摩擦学的研究使用弹流润滑理论,把计算润滑油膜的厚度作为依据,依次判定齿轮传动所处的润滑状态,不同的润滑状态的摩擦系数选取不同的公式计算。本文依据积分中值定理对摩擦系数计算公式进行了简化,提出了适用于工程实际使用的平均当量摩擦系数概念。在齿轮设计中引入主动摩擦学设计以提高啮合效率,研究齿侧间隙对传动效率的影响,提出了合理设计齿侧间隙的方法。 强度设计在低速时无法满足润滑条件,润滑设计在高速时较难满足强度条件,主动摩擦学设计可以较好地平衡两方面的问题。本文综合考虑了上述因素,使用MathCAD工程计算软件来进行齿轮传动效率的计算。 本文介绍的齿轮摩擦学模型仅适用于牛顿流体和光滑齿面间的接触。要想使模型应用于更加一般的条件和接近工程实际,就必须考虑非牛顿流体剪切的影响以及齿面的粗糙度效应。


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