多模数ZI蜗杆斜齿轮传动设计与有限元分析及其应力预测.pdfVIP

JournalofMechanicalStrength机械绣废2024,46(2):453-460

D0I:10.16579/j.issn.1001.9669.2024.02.026

多模数ZI蜗杆斜齿轮传动设计与有限元分析及其应力预测

DESIGNANDFINITEELEMENTANALYSISOFMULTI-MODULEZIWORM

HELICALGEARTRANSMISSIONANDITSSTRESSPREDICTION

**1***2

金承珂孙小肖黄嘉昕*

（1.南京工程学院工业中心、创新创业学院，南京211167）

（2.南京工程学院机械工程学院，南京211167)

SUNXiaoXiao?HUANGJiaXin

JINChengKeS

(1.IndustrialCenter/SchoolofInnovationandEntrepreneurship,NanjingInstituteofTechnology,

Nanjing211167,China)

(2.SchoolofMechanicalEngineering,NanjingInstituteofTechnology,Nanjing211167,China)

摘要为解决传统渐开线蜗杆斜齿轮副在开式传动或传动比过大时斜齿轮容易发生齿根断裂的情况，提出一种新

型的基于不等模数不等压力角设计的渐开线蜗杆副，使斜齿轮的模数与压力角同时提高，大幅提高斜齿轮的齿根强度。

通过对此种蜗杆副的传动特性的分析,得到特殊的啮合角与中心距计算方式。另外，通过对同传动比、同蜗杆情况下基

于不等模数设计的ZI蜗杆斜齿轮副和传统ZI蜗杆斜齿轮副的建模与有限元分析，得出在较大模数比情况下的斜齿轮

齿根强度约为传统斜齿轮齿根强度的2.956倍，增大了渐开线蜗杆的应用范围。后续使用灰色预测，对比出误差平方和

（SumofSquaredErrors,SSE）最小模型，予以验证预测的准确性，另外进行蜗杆施加不同转矩下的斜齿轮啮合齿受拉力处

最大应力αimax的数据预测,为相应的工程分析与必要的校核设计给出了依据。

关键词圆柱蜗杆斜齿轮传动不等模数不等压力角有限元分析灰色预测

中图分类号TH132.413

AbstractInordertosolvetheproblemthatthetraditionalinvolutewormhelicalgearispronetorootfracturewhenthe

transmissionratioistoolarge,anewinvolutewormpairbasedonunequalmodulusandpressureangleisputforward,whichcan

increasethemodulusandpressureangleofthehelicalgearatthesametimeandgreatlyimprovetherootstrengthofthehelical

gear.Byanalyzingthetransmissioncharacteristicsofthiskindofwormpair,aspecialcalc