[发明专利]一种基于齿面闪温最低的斜齿轮最坏螺旋角的确定方法

权利要求书

1.一种基于齿面闪温最低的斜齿轮最坏螺旋角的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、输入斜齿轮的基本几何参数和运行参数；所述基本几何参数包括为齿轮齿数Z_i；齿轮模数m；齿宽B；齿轮分度圆压力角α；齿轮材料的泊松比μ_i与弹性模量E_i；齿轮材料的热传导系数λ_i、密度ρ_i和比热容c_i，运行参数包括齿轮的转速n；齿轮输入扭矩T；其中i＝1,2分别表示为主动轮和从动轮；

步骤二、输入主动轮螺旋角的范围[β₀，β_m]和计算步长x_b；β₀表示最小螺旋角，β_m表示最大螺旋角；

步骤三、齿轮副的平均接触压力p与接触半宽a_H分别表示为：

其中F为齿面准静态载荷；L_x为主动轮啮合中单个轮齿的接触线长度；R_EC与E_eq分别为主动轮的综合曲率半径和等效弹性模量；

主动轮与从动轮在啮合位置的切向绝对速度分别表示为：

α_c1表示主动轮啮合点的压力角；α_c2表示从动轮啮合点的压力角；n1表示主动轮转速；n2表示从动轮转速；R₁与R₂分别表示主动轮与从动轮的啮合曲率半径；

v_s＝|v₁-v₂|·

步骤四、主动轮的摩擦热流量Q₁表示为：

其中，μ_c为摩擦系数；γ为热能转换系数；a_H为接触半宽；δ为热流密度分配系数；p表示接触应力；

ρ₁,λ₁,c₁分别表示主动轮材料的密度、热传导率、比热容；ρ₂,λ₂,c₂分别表示从动轮材料的密度、热传导率、比热容；v1和v2分别表示主动轮与从动轮在啮合位置的切向绝对速度；

步骤五、主动轮总热对流热阻R_v表示为：

R_v＝R_v1+R_v2+R_v3

其中，R_v1、R_v2、R_v3分别表示为：

b为离散直齿轮的数目，即将主动轮离散为沿轴线堆叠并依次旋转微小角度的多个直齿轮薄片的数目；C为考虑到啮合过程中啮合线的长度的变化某个时刻参与啮合的离散直齿轮的数目，其中β表示主动轮螺旋角；

R_i0,R_i1,R_i2,R_i3,R_i4,R_i5,R_t,R_s,R_m的表达式分别为：

其中，λ为主动轮材料的热传导系数；h_t,h_s,h_m分别为主动轮齿顶面、端面、啮合面的对流换热系数；r_a,r,r_f,r₀分别表示主动轮的齿顶圆半径、分度圆半径、齿根圆半径、轴孔半径；其中，S_t,S_s,S_m分别表示主动轮的齿顶面面积、齿轮端面面积、啮合面面积；

步骤六、求得主动轮的最大瞬时温度：

T_F＝Q₁·R_v；

步骤七、循环迭代，求出螺旋角的范围为[β₀，β_m]和计算步长为x_b的所有螺旋角对应的主动轮的瞬时温度，其中最大的瞬时温度对应的螺旋角即为最坏螺旋角。