新型式齿轮的功效探讨

　　应力计算在应力计算时，以齿轮齿数、模数基本参数作为考虑的基本因素(取值范围z=1730和模数m=26)，忽略其它，且选取两侧齿根大应力和整体大位移为目标函数。每个因素的水平数取3，得正交计算表如所示。正交计算表水平齿数模数/mm11722043306正交计算结果如所示。对于LogiX齿轮的初始参数，这里取相对压力角D=0.04b，初始压力角A0=4b，初始基圆半径G0=12000mm.

　　分析对LogiX齿轮，其网格划分图和轮齿变形如所示，图中显示了变形大的位置及其大变形量。主应力分布情况如所示，图中标明了危险截面上的主应力的大小及其位置的分布状况。从图中可以看出大应力发生在齿根的过渡曲线处。在相同材料、相同载荷和相同齿轮基本参数条件下，正交计算结果LogiX齿轮的应力分布图说明，增大模数和齿数，对提高LogiX齿轮和渐开线齿轮的强度都有利。而且，LogiX齿轮的弯曲强度远大于渐开线齿轮的弯曲强度，LogiX齿轮的齿根弯曲应力比相应的渐开线齿轮小得多。从它们的应力图中也可以发现，LogiX齿轮不但峰值应力小，高应力分布区较渐开线齿轮也要小的多，其中等应力区域较大，说明LogiX齿轮应力分布的合理性。但实际工况下，齿轮一般是在变应力条件下工作的，其损坏的主要原因为疲劳损坏。齿轮的寿命并不与它所受的大应力成正比。因此，比较LogiX齿轮和渐开线齿轮的弯曲强度时，不能只用有限元法所算出的静应力数值进行对比，还应该对两种齿轮的弯曲疲劳强度作实验研究。

　　对于LogiX齿轮，齿面接触应力的计算公式仍可以两圆柱接触的接触应力公式为基础，结合其参数导出。按赫兹公式，得接触应力为[7]RH=FnPL(1-M12E11-M2E2)Q1Q2Q1Q2(1)式中Fn法向压力(N)L接触线长度(mm)E1、E2两圆柱体材料的弹性模量M1、M2两圆柱体材料的泊松比Q1、Q2两圆柱体的曲率半径。当圆柱体与平面接触时，则式中的Q2=]，当圆柱体与凹圆柱体接触时，Q2前取减号，否则取加号。

　　结论通过上述分析和实际实验表明(1)相同模数和齿数的齿轮，LogiX齿轮无论是接触强度还是弯曲强度，都明显优于常规标准渐开线齿轮。而且随着齿轮齿数、模数的增加，其弯曲强度提高。因此LogiX齿轮磨损小，寿命长。(2)LogiX齿轮传动噪声比相同参数的常规渐开线齿轮传动低。在标准中心距安装下，随着转速的增加，LogiX齿轮传动噪声增幅较标准渐开线齿轮小，但LogiX齿轮啮合性能对中心距变化比常规渐开线齿轮传动敏感，其在标准中心距下啮合性能。究其原因，在中心距发生变化时，LogiX齿轮啮合点处相对曲率半径将不再为零，接触强度明显下降，从而导致噪声明显提高。