分度圆裂纹齿轮啮合刚度计算及啮合动态特性分析

作者：徐凤宝; 刘贵杰^*; 马鹏磊; 王泓晖; 陈帅

来源：机电工程, 2022, 39(12): 1714-1719.

• 齿轮传动系统振动
• 传递误差
• 齿间啮合力
• 改进能量法
• 动力学模型
• 啮合摩擦力
• 齿轮点蚀、剥落
• 时域图、频谱图

为了探究分度圆裂纹对齿轮传动系统产生的影响，利用改进能量法计算分度圆裂纹齿轮的啮合刚度，结合动力学模型对齿轮传动系统进行了动态特性分析。首先，将齿轮的齿根圆视为悬臂梁起点，把分度圆裂纹按照其齿廓投影位置分为了3种情况；然后，利用改进能量法理论计算了不同裂纹情况下的齿轮啮合刚度；最后，在啮合刚度的基础上，建立了齿轮系统的六自由度动力学模型，分析了不同裂纹情况下的齿轮系统的动态特性。仿真结果表明：相比于正常齿轮，分度圆裂纹为2.5 mm时，齿轮的啮合刚度最多下降14.3%,传递误差最多升高12.2%,齿间啮合力最多下降3.6%,啮合摩擦力最多下降14.8%;随着裂纹长度增大，齿轮啮合刚度逐渐降低，传递误差随之增大，齿间啮合力和啮合摩擦力逐渐降低。研究结果表明：由于裂纹的影响，齿轮传动系统会受到周期性冲击。

• 单位
  中国海洋大学