塑料斜齿轮与钢蜗杆热力分析：啮合方程与温度分布

本文主要探讨了塑料斜齿轮与钢制蜗杆传动系统的热力性能分析，发表于2010年4月的《同济大学学报(自然科学版)》第38卷第4期。作者郝一舒和岳滨椅来自同济大学机械工程学院，他们结合齿轮啮合原理，针对这种特殊传动结构提出了齿轮啮合方程式。 研究的核心内容是通过MSC.Patran/Nastran软件平台建立塑料斜齿轮与钢制蜗杆的本体温度场模型。这种方法利用有限元结构分析（Finite Element Method, FEM）来模拟传动过程中的温度分布，揭示了传动系统在运行时载荷、本体温度和环境温度之间的动态关系。热源首先从啮合齿面上产生，然后逐渐向轮齿端面和非工作齿面扩散。最终的结果显示，热平衡状态下，啮合齿面中央靠近分度圆的部分温度最高，而轮齿端部温度相对较低，这反映了齿轮传动中的热传导和散热特性。 作者还通过赫兹接触理论对有限元分析的结果进行了验证，确保了分析方法的准确性。这种热力分析对于理解塑料斜齿轮与钢制蜗杆传动系统的耐久性、热应力分布以及可能的温升影响具有重要意义，有助于优化设计和材料选择，提高传动系统的性能和可靠性。 关键词包括塑料斜齿轮、本体温度场、啮合方程和有限元法，这些都是该研究的关键技术点，对于相关领域的工程师和研究人员来说，这篇文章提供了一种实用的分析工具和理论依据。整个研究既具有理论价值，也具有实际应用价值，对于提高塑料齿轮与金属蜗杆传动系统的热管理能力具有指导意义。