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塑料蜗轮与钢制蜗杆传动是将塑料斜齿轮(即塑料蜗轮)代替金属蜗轮实现传递动力与运动的一种传动机构。随着齿轮工业持续地快速发展与革新,此类塑料齿轮的应用越来越普遍,如汽车座椅、大灯调节器、减速器、洗衣机等各种领域。由于塑料蜗轮材料对环境温度与湿度敏感度较大;塑料材料较低的弹性模量以及粘弹性的特征;塑料齿轮在设计应用时还没有一个统一的参照标准,而依据金属齿轮又会带来较大的差异性。因而,对此类塑料齿轮的设计准则与研究方法的提出具有重要意义,使得对塑料蜗轮与钢制蜗杆传动的啮合性能研究有了更高的理论研究价值,对于企业具有较高的经济效应。 本课题对塑料蜗轮与钢制蜗杆传动进行了理论分析和实验研究。基于齿轮啮合原理、轮齿接触分析、摩擦学和传热学,并将有限元方法、理论分析计算以及实验测量数据相结合,建立了塑料蜗轮与钢制蜗杆传动轮齿结构和温度分析的模型与方法;使用MSC.Pastran/Nastran有限元分析工具研究了塑料蜗轮与钢制蜗杆传动轮齿的接触强度,齿廓变形规律和应力分布规律,并基于齿轮本体温度场研究了100℃啮合环境温度对塑料蜗轮与钢制蜗杆传动啮合性能的影响。最后就进一步的研究方向给予了阐述。