双圆弧齿轮承载能力高、寿命长、加工方便,在石油、矿山、冶金等行业应用广泛,其轮齿接触状态对齿轮啮合和动力学性能影响很大,研究双圆弧齿轮的静态和动态接触性能有着重要意义。 本文主要对双圆弧齿轮传动的载荷分配、静念啮合和动念啮合的接触及弯曲应力的分析模型和计算方法做了研究和探讨。 根据双圆弧齿轮的齿面、齿廓方程表达式,推导计算了各轮齿参数,建立了齿面啮合非线性方程。计算了在安装误差和制造误差情况下的齿轮传动误差特性,得到了一些规律性的结论。基于角位移补偿原理建立了载荷分配的求解方程,获得了齿间载荷分配及接触迹间载荷分配,分析了安装误差对载荷分配的影响。 基于ANSYS软件提出了双圆弧齿轮齿腰、齿根弯曲应力和接触应力精确求解的新方法,详细讨论了在各种误差作用下轮齿静应力的分布状况。根据双圆弧齿轮的特点,采用轮齿端面分块拓扑单元划分法,提出了在ANSYS里有限元模型的参数化建模方法,可以方便简单地直接生成拓扑化高质量规范网格。 基于显式动力程序ANSYS/LS-DYNA,建立了两种齿轮动态接触计算模型——刚柔组合模型和柔性体模型,得到了随时间变化的轮齿弯曲应力和接触应力的变化,检查了边缘接触情况下的接触应力和端部齿根应力。经过分析讨论,发现使用柔性体模型得到的齿轮啮合状态与实际情况比较吻合。