基于相对曲率控制的直齿轮设计及其应力、啮合刚度分析

陈峙玮; 刘雷; 孔荣

doi:10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.013

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基于相对曲率控制的直齿轮设计及其应力、啮合刚度分析

·优化·可靠性· | 更新时间：2025-04-25

- 基于相对曲率控制的直齿轮设计及其应力、啮合刚度分析
- DESIGN OF A SPUR GEAR BASED ON THE RELATIVE CURVATURE CONTROL AND ANALYSIS OF ITS STRESS AND MESH STIFFNESS
- 机械强度 2025年47卷第4期页码：105-111
- 作者机构：
  
  南京航空航天大学机电学院，南京 210016
- 作者简介：
  
  陈峙玮，男，1999年生，江苏镇江人，硕士研究生；主要研究方向为齿轮传动；E-mail：sx2105078@nuaa.edu.cn。
  刘雷（通信作者），男，1978年生，江苏连云港人，博士，副教授；主要研究方向为齿轮传动；E-mail：liulei6278@nuaa.edu.cn。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(52075238);南京航空航天大学“直升机传动技术重点实验室”基金课题(HTL-A-21G04)
- DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.013
  中图分类号： TH122
- 收稿日期：2023-05-30，
  
  修回日期：2023-06-27，
  
  纸质出版日期：2025-04-15
- 稿件说明：
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陈峙玮，刘雷，孔荣. 基于相对曲率控制的直齿轮设计及其应力、啮合刚度分析［J］. 机械强度，2025，47（4）：105-111.

CHEN Zhiwei，LIU Lei，KONG Rong. Design of a spur gear based on the relative curvature control and analysis of its stress and mesh stiffness［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（4）：105-111.
陈峙玮，刘雷，孔荣. 基于相对曲率控制的直齿轮设计及其应力、啮合刚度分析［J］. 机械强度，2025，47（4）：105-111. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.013.

CHEN Zhiwei，LIU Lei，KONG Rong. Design of a spur gear based on the relative curvature control and analysis of its stress and mesh stiffness［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（4）：105-111. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.013.

摘要

直齿轮啮合点的相对曲率是齿廓的关键几何参数之一，对齿轮应力分布和啮合刚度有着显著影响。从等相对曲率（Constant Relative Curvature

CRC）齿轮的相关研究出发，基于考虑齿轮时变啮合特性的相对曲率控制策略，构建了3种非渐开线直齿轮齿廓，并对其进行啮合仿真，分析了相对曲率控制对齿轮最大接触应力、最大弯曲应力及啮合刚度的影响，验证了控制策略的有效性，为基于相对曲率控制的直齿轮设计提供了一定的参考。

Abstract

The relative curvature of the spur gear mesh point is one of the key geometric parameters of the tooth profile

which has a significant impact on the stress distribution and mesh stiffness of the gear. Starting from the relevant research on constant relative curvature (CRC) gears

three types of non-involute spur gear tooth profiles were constructed based on the relative curvature control strategy considering the time-varying mesh characteristics of gears

and the mesh simulation of gear pairs was implemented. The influence of relative curvature control on the maximum contact stress

maximum bending stress

and mesh stiffness of gears was analyzed. The effectiveness of the control strategy was verified. This work provides some reference for the design of spur gears based on the relative curvature control.

关键词

Keywords

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