● 摘要
面齿轮传动作为一种特殊的锥齿轮传动，在分流-汇流传动方面有着无可比拟的优势，在航空领域，特别是直升机传动领域，有着广阔的应用前景。同时，齿轮强度特性对传动可靠性起着决定性作用。故而面齿轮强度模型的研究具有较大的理论意义和工程价值。
本文通过对正交直齿面齿轮传动过程的建模仿真，对面齿轮和小齿轮在传动过程中接触应力和弯曲应力的影响因素进行了研究，得到了面齿轮几何参数和传动参数与面齿轮和小齿轮接触应力和弯曲应力间的关系曲线，并通过回归的手段建立了可用于面齿轮和小齿轮的接触应力和弯曲应力计算的强度模型。研究的主要内容由以下几个方面组成：
1） 正交直齿面齿轮传动几何特性研究。根据正交直齿面齿轮插齿加工过程及啮合方程，推导了正交直齿面齿轮的齿面方程和过渡曲面方程。根据渐开线的性质和渐开线直齿圆柱齿轮的加工方法，推导了渐开线直齿圆柱齿轮的齿面方程和不同加工方法下的过渡曲面方程。根据面齿轮根切和齿顶变尖的边界条件，推导了面齿轮的极限内外径公式。
2） 正交直齿面齿轮传动建模方法研究。利用正交直齿面齿轮的几何特性，提出了截面放样的几何建模方法。根据其齿面方程和过渡曲面方程，推导了不同截面放样法下的截面齿廓。通过截面拉伸法，建立了渐开线直齿圆柱齿轮的几何模型。并利用CAD软件二次开发接口，编制了正交直齿面齿轮和渐开线直齿圆柱齿数参数化建模软件。根据齿轮啮合仿真的有限元仿真建模流程，用CAE软件二次开发接口实现了正交直齿面齿轮啮合仿真的参数化建模。
3） 正交直齿面齿轮传动强度模型研究。考虑了正交直齿面齿轮传动中的几何参数（模数、小齿轮齿数、面齿轮齿数、压力角）和传动参数（名义接触力）对面齿轮和小齿轮接触应力和弯曲应力的影响，通过单因素试验法和正交试验法，分别建立了由正交直齿面齿轮传动中的几何参数和传动参数构成的面齿轮和小齿轮最大接触应力和最大弯曲应力的经验公式。