作者简介：吕中华，在读硕士，安徽理工大学机械工程学院。研究方向：机械传动。文章编号：２０９６－３８７４（２０２３）０１－００８５－０７高速传动齿轮稳态温度场变化特性分析吕中华（安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南２３２００１）摘要：以一对高速传动条件下的渐开线圆柱直齿轮为研究对象，基于传热学理论推导出齿轮副稳态温度场的边界条件，计算分析了齿轮啮合线上任意点的摩擦热流密度，结合Ｓｏｌｉｄ⁃Ｗｏｒｋｓ的三维建模功能和ＡＮＳＹＳ的有限元仿真分析功能得到了不同传动参数下的齿轮稳态温度场变化特性图。结果表明，降低转速、转矩会不同程度地降低齿轮本体温度，为降低齿面温升、改善齿面润滑性能和提高齿轮胶合承载能力提供了一定的理论依据。关键词：摩擦热流密度；有限元分析；稳态温度场；齿轮传动中图分类号：ＴＨ１３２文献标识码：Ａ随着工业技术的不断进步，高速传动齿轮在生产、制造等领域的应用越来越广泛，齿面胶合也成了常见的失效形式之一［１］。无论是冷胶合还是热胶合都与齿轮温度有关，在齿轮传动时，由于齿面摩擦产生的热量会使齿轮本体温度升高，破坏齿面润滑状态，降低齿轮工作效率。因此，研究齿轮表面摩擦热流密度分布情况和本体稳态温度场变化对于改善齿面润滑状态、提高齿轮胶合承载能力和使用寿命具有重要意义。多年以来，人们对于齿轮传动系统的热平衡状态和齿面接触温度的研究一直稳步推进。龙慧［２］等通过建立齿轮本体温度的有限元分析模型，计算分析了高速传动齿轮的瞬时接触应力和本体温度分布情况。２０１３年，薛建华［３］等基于ＡＰＤＬ建立了斜齿轮的本体温度场，并计算分析了温度对于斜齿轮载荷分布和应力变化的影响。任敏强［４］等研究分析了电机转速对齿轮稳态温度场的变化影响。张跃明［５］等分析了齿轮啮合面上划分的条形区域数量对温度场的影响。程辉［６］等计算分析了不同齿面结构对弧齿锥齿轮温度场的影响规律。ＬｕｏＪ［７］等分析了齿轮在激光焊接过程中的温度场和残余应力变化规律。ＤｏｎｇＨＬ［８］等计算分析了齿轮动载荷和滑滚比对渐开线齿轮温度变化的影响。王智森［９］运用ＡＮＳＹＳ的有限元分析功能对齿轮油泵进行了参数化结构优化和泵送效率特性仿真研究，有效提高了齿轮泵的工作寿命。齿轮在啮合达到稳态后，齿轮本体的摩擦生热量与对流散热量趋于平衡，对于齿轮系统中的每一个轮齿，其参与啮合一周时间内的所经历的过程是基本相同的［１０］，所以取啮...
