面齿轮传动系统的动态特性影响设备运行的稳定性和可靠性。为揭示面齿轮在传动过程中的动力学及动态特性,建立了计及多状态啮合的面齿轮传动系统弯扭摆非线性动力学模型;数值计算了3种啮合状态下载荷分配率与动态啮合力的变化;定义3种不同的Poincaré映射,结合分岔图、最大Lyapunov指数谱、相图和动态啮合力的时间历程图,分析了载荷对系统啮合力及动力学特性的影响。结果表明,随着参数变化和单双齿交替啮合的发生,面齿轮传动过程中会出现脱啮、齿面啮合和齿背接触等复杂现象。研究可为提高面齿轮传动过程的平稳性提供理论依据。

针对齿面接触温度对齿轮啮合过程的重要影响,基于Blok闪温理论推导了直齿圆柱齿轮在4种不同润滑状态下的齿面接触温度计算公式,分析齿面接触温度沿啮合线的分布情况及转速、转矩、润滑油黏度和齿侧间隙对齿面接触温度的影响规律,实验测量不同工况下的齿面接触温度。数值计算结果和实验结果表明,齿面接触温度在进入啮合位置和齿顶处达到最高,而在节点附近接近于室温。弹流润滑状态下齿面接触温度随着润滑油黏度增大而升高;在混合润滑状态下则相反;边界润滑状态下润滑油黏度与齿面接触温度无关;随着转速、转矩和齿侧间隙增大,齿面接触温度升高。研究结果可为齿面接触温度的计算和实验测量提供依据。