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考虑时变啮合刚度的行星滚柱丝杠动力学建模与振动特性分析
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作者 卢夏沁 陈换过 +2 位作者 吴建伟 彭雨浩 汤佳辉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期119-128,138,共11页
针对行星滚柱丝杠(planetary roller screw mechanism,PRSM)动态特性研究中的不足,特别是对传动副啮合刚度时变特性和非线性因数考虑不充分的问题,提出了一种考虑间隙、摩擦阻尼和时变啮合刚度的PRSM“扭转-平移-轴向”动力学建模方法... 针对行星滚柱丝杠(planetary roller screw mechanism,PRSM)动态特性研究中的不足,特别是对传动副啮合刚度时变特性和非线性因数考虑不充分的问题,提出了一种考虑间隙、摩擦阻尼和时变啮合刚度的PRSM“扭转-平移-轴向”动力学建模方法。通过集中质量法构建动力学模型,基于达朗贝尔原理推导出运动微分方程;根据机构传动副特点,构建了齿轮副悬臂梁模型与螺纹副轴向刚度模型,结合势能法、直接刚度法和赫兹接触理论提取出啮合刚度参数。最后,采用Runge-Kutta数值积分法求解系统微分方程,通过与刚体动力学模型对比验证模型准确性,并获取了PRSM的振动特性。研究成果为PRSM的故障特性分析和智能诊断奠定了理论基础。 展开更多
关键词 行星滚柱丝杠(PRSM) 集中质量动力学建模 时变啮合刚度 动态特性分析
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小模数齿轮传动的时变啮合刚度计算方法 被引量:4
2
作者 胡波 安锦运 +1 位作者 尹来容 周长江 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期74-82,共9页
小模数齿轮传动中心距较小,其动态性能对中心距误差非常敏感,且中间级齿轮常被设计在固定轴上高速旋转,齿轮中心孔与轴之间存在间隙,考虑这些特征,建立了中心距误差与轴孔配合间隙影响下的齿轮啮合特性参数与时变啮合刚度计算模型,研究... 小模数齿轮传动中心距较小,其动态性能对中心距误差非常敏感,且中间级齿轮常被设计在固定轴上高速旋转,齿轮中心孔与轴之间存在间隙,考虑这些特征,建立了中心距误差与轴孔配合间隙影响下的齿轮啮合特性参数与时变啮合刚度计算模型,研究了二者对啮合刚度的影响规律。研究结果表明:中心距误差会改变齿轮副的重合度与啮合刚度;轴孔配合间隙使实际中心距围绕理论中心距上下周期性波动,导致整个周期内啮合刚度强化区域与弱化区域共存;中心距误差与轴孔配合间隙的影响在不同的转角范围内存在既有相互叠加又有相互削弱的现象,这一现象使得各轮齿的啮合刚度有差异,存在诱发更大振动与不同噪声的风险。 展开更多
关键词 小模数齿轮 时变啮合刚度 中心距误差 轴孔配合间隙
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基于时变啮合刚度的多剥落齿轮振动响应分析 被引量:1
3
作者 陈杨 马军 +1 位作者 熊新 朱江艳 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期12-22,共11页
为了探究多剥落齿轮系统中振动响应的演变规律,融合时变啮合刚度构建了多剥落齿轮动力学模型。首先,融合修正的能量法和单/双齿对啮合角位移计算方法,建立多剥落齿轮啮合刚度模型;其次,考虑时变啮合刚度、齿侧间隙和初始压力角等因素,构... 为了探究多剥落齿轮系统中振动响应的演变规律,融合时变啮合刚度构建了多剥落齿轮动力学模型。首先,融合修正的能量法和单/双齿对啮合角位移计算方法,建立多剥落齿轮啮合刚度模型;其次,考虑时变啮合刚度、齿侧间隙和初始压力角等因素,构建6自由度多剥落齿轮动力学模型,并从仿真、理论和实验维度开展模型有效性分析;最后,基于所构建的模型,研究齿根、节线和齿顶位置同时发生剥落时,剥落尺寸变化对啮合刚度影响,获得多剥落齿轮振动响应的演变过程。研究结果表明,所构建模型与理论及实验误差小于0.5%,并得到了齿根、节线和齿顶位置剥落的啮合刚度及振动响应的演变规律,随着剥落宽度的扩展,节线附近振动幅值增大显著;随着剥落深度的增加,齿顶位置受到的振动冲击更为强烈;而随着剥落长度的增加,剥落的波及范围扩大。所得结论为齿轮系统的健康监测和早期故障诊断提供了理论指导。 展开更多
关键词 剥落齿轮 时变啮合刚度 动力学模型 振动响应
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蜗杆斜齿轮传动副时变啮合刚度计算及非线性动力学特性分析 被引量:1
4
作者 刘斐 冯婕 陈永洪 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第5期21-28,共8页
蜗杆斜齿轮传动副作为一种交错轴点接触传动形式,掌握其时变啮合刚度及啮合侧隙与误差等引起的非线性动力学行为是减振降噪的核心。文中基于势能法修正并求解蜗杆斜齿轮传动副理论时变啮合刚度,建立考虑齿侧间隙-综合误差及时变啮合刚... 蜗杆斜齿轮传动副作为一种交错轴点接触传动形式,掌握其时变啮合刚度及啮合侧隙与误差等引起的非线性动力学行为是减振降噪的核心。文中基于势能法修正并求解蜗杆斜齿轮传动副理论时变啮合刚度,建立考虑齿侧间隙-综合误差及时变啮合刚度的动力学模型,采用4~5阶Runge⁃Kutta法对系统动力学方程进行数值求解,得到蜗杆斜齿轮传动副动力学特性曲线。结合时域图、Poincaré图及FFT频谱图,分析齿侧间隙、阻尼比及载荷等因素对传动副振动和冲击状态的影响,结果表明:较小的误差幅值及较大的阻尼比可使系统处于稳定的周期运动状态。研究结果对优化蜗杆斜齿轮传动系统的振动噪声有指导意义。 展开更多
关键词 渐开线蜗杆 斜齿轮 时变啮合刚度 非线性动力学
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斜齿轮时变啮合刚度改进算法及影响因素分析 被引量:3
5
作者 吴鲁纪 杨世豪 +1 位作者 冯伟 杨林杰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期312-319,共8页
在势能法基础上,基于切片积分原理,考虑齿根过渡曲线方程,提出一种改进的斜齿时变啮合刚度计算方法。该方法考虑了真实齿根过渡曲线参数方程,修正了渐开线齿廓的积分区间,与有限元方法的对比结果验证了算法的有效性,减小了时变啮合刚度... 在势能法基础上,基于切片积分原理,考虑齿根过渡曲线方程,提出一种改进的斜齿时变啮合刚度计算方法。该方法考虑了真实齿根过渡曲线参数方程,修正了渐开线齿廓的积分区间,与有限元方法的对比结果验证了算法的有效性,减小了时变啮合刚度的计算误差。在此方法基础上,分析了齿宽、螺旋角、齿数和模数对时变啮合刚度的影响。结果表明,时变啮合刚度均值受齿宽影响较大,近似成线性关系;受螺旋角、齿数影响较小;螺旋角增大,均值以较小幅度波动性变化;中心距一定时,齿数增大,时变啮合刚度缓慢增大;齿轮参数改变会影响重合度;轴向重合度为整数时,时变啮合刚度波动值较小。 展开更多
关键词 斜齿轮 重合度 改进势能法 时变啮合刚度
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齿面点蚀对直齿轮副时变啮合刚度及振动响应的影响分析 被引量:2
6
作者 侯静玉 杨绍普 刘永强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期278-286,共9页
齿面点蚀作为齿轮传动中最常见的故障之一,它的存在直接影响齿轮副的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness, TVMS),进而导致系统动态特性的改变。鉴于此,将每个点蚀形状近似地视为椭圆柱的一部分,根据点蚀的分布位置和数量定义... 齿面点蚀作为齿轮传动中最常见的故障之一,它的存在直接影响齿轮副的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness, TVMS),进而导致系统动态特性的改变。鉴于此,将每个点蚀形状近似地视为椭圆柱的一部分,根据点蚀的分布位置和数量定义了三种损伤级别:轻度点蚀、中度点蚀和重度点蚀。基于势能法计算并比较了无故障齿轮和含有不同程度点蚀齿轮的TVMS,讨论了点蚀位置和点蚀尺寸对TVMS的影响。研究了单级直齿圆柱齿轮传动系统的故障动态特性,并利用动力传动故障诊断综合试验台对理论结果进行了定性验证。结果表明,该研究中的齿面点蚀模型与实际点蚀形貌更接近。随着点蚀位置参数的增大,点蚀区域由基圆逐渐向齿顶圆方向移动;点蚀长轴长越长,点蚀区域内TVMS的减小量越明显;在相同的主动轮角位移变化范围内,随着短轴长的变化,不同程度的点蚀故障引起的啮合刚度的减小量是相同的。所建模型能够预测齿轮系统的啮合刚度及振动行为,相应的振动分析结果为齿面点蚀故障的检测和诊断提供了理论参考。 展开更多
关键词 直齿轮 齿面点蚀 时变啮合刚度(TVMS) 动态响应 频谱分析
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裂纹-点蚀耦合的人字齿轮行星轮系时变啮合刚度研究 被引量:1
7
作者 李悦 董皓 +2 位作者 罗永涛 张涛 任冰星 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第11期41-47,共7页
为深入研究裂纹-点蚀耦合作用对人字齿轮行星轮系时变啮合刚度的影响,提出一种具有裂纹-点蚀耦合作用影响下的人字齿轮行星轮系时变啮合刚度的计算模型,采用势能法和积分法进行求解。分别研究了内、外啮合副含裂纹-点蚀耦合故障对人字... 为深入研究裂纹-点蚀耦合作用对人字齿轮行星轮系时变啮合刚度的影响,提出一种具有裂纹-点蚀耦合作用影响下的人字齿轮行星轮系时变啮合刚度的计算模型,采用势能法和积分法进行求解。分别研究了内、外啮合副含裂纹-点蚀耦合故障对人字齿轮行星轮系的时变啮合刚度的影响。结果表明,行星轮系内、外啮合副的时变啮合刚度随着裂纹-点蚀耦合故障程度增加而减小;当裂纹影响区未超过点蚀影响区时,裂纹和点蚀故障共同影响时变啮合刚度;当裂纹影响区超过点蚀影响区时,时变啮合刚度的变化由裂纹故障主导,其值减小量最大;同时,外啮合相对内啮合对裂纹-点蚀耦合故障更敏感。研究结果为人字齿轮行星轮系的动态振动特性提供理论依据。 展开更多
关键词 裂纹 点蚀 耦合 人字齿轮行星轮系 时变啮合刚度
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基于状态/参数交替优化估计的齿轮时变啮合刚度辨识方法研究
8
作者 林苗苗 程长明 彭志科 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1707-1713,共7页
齿轮副啮合刚度是齿轮传动动力学模型中的重要参数,啮合刚度识别对于齿轮传动系统振动与噪声的分析以及状态监测具有重要意义。由于齿轮传动系统的时变啮合刚度很难用直接测量的方法得到,因此有必要发展基于数据驱动的齿轮时变啮合刚度... 齿轮副啮合刚度是齿轮传动动力学模型中的重要参数,啮合刚度识别对于齿轮传动系统振动与噪声的分析以及状态监测具有重要意义。由于齿轮传动系统的时变啮合刚度很难用直接测量的方法得到,因此有必要发展基于数据驱动的齿轮时变啮合刚度辨识方法。为了解决该难题,本文提出了一种系统状态和模型参数交替优化方法以辨识齿轮传动系统时变啮合刚度。该方法以齿轮啮合频率为基频构造傅里叶基函数库表征齿轮时变啮合刚度,并进一步提出了一种基于再生核希尔伯特空间的降噪方法来估计系统状态和模型参数。系统状态变量与时变啮合刚度在动力学模型与数据双重约束下进行交替迭代优化,实现对齿轮传动系统时变啮合刚度的辨识。齿轮传动动力学仿真和齿轮传动系统实验结果验证了所提齿轮时变啮合刚度辨识方法的有效性。 展开更多
关键词 参数辨识 齿轮传动系统 时变啮合刚度 交替优化
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考虑齿面摩擦的斜齿轮副时变啮合刚度计算方法 被引量:2
9
作者 莫帅 王冬冬 +1 位作者 胡效松 刘志鹏 《中国科学院大学学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期558-565,共8页
斜齿轮由于具有传动平稳等众多优点,在高速重载场合广泛应用。斜齿轮副在啮合时,不可避免地受到摩擦力影响。因此在计算斜齿轮副的时变啮合刚度时,有必要将齿面摩擦计入其中。先通过切片法将斜齿轮切成直齿轮微元薄片,再根据能量法计算... 斜齿轮由于具有传动平稳等众多优点,在高速重载场合广泛应用。斜齿轮副在啮合时,不可避免地受到摩擦力影响。因此在计算斜齿轮副的时变啮合刚度时,有必要将齿面摩擦计入其中。先通过切片法将斜齿轮切成直齿轮微元薄片,再根据能量法计算微元薄片的啮合刚度,最后沿齿宽方向进行积分累加,获取斜齿轮副精准时变啮合刚度。研究斜齿轮副时变啮合刚度在零摩擦、定摩擦和时变摩擦作用下的变化规律,揭示时变摩擦作用下齿面粗糙度、转矩、转速、齿宽等参数对斜齿轮副时变啮合刚度的作用机理。研究结果表明:在摩擦力的作用下,斜齿轮副时变啮合刚度会发生变化;定摩擦作用下,斜齿轮副的时变啮合刚度会减小,且定摩擦因数越大,时变啮合刚度越小;时变摩擦作用下,斜齿轮副的时变啮合刚度会随齿面粗糙度增大而减小,分别随输入转矩、转速和齿宽的增大而增大。 展开更多
关键词 斜齿轮 时变摩擦 时变啮合刚度 能量法
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计入齿轮修形的时变啮合刚度计算模型研究 被引量:2
10
作者 官鑫 董远德 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第7期57-64,共8页
针对精密齿轮的综合修形,建立了考虑耦合修形的时变啮合刚度优化分析模型(IAM)。在实际修形参数设计的基础上,推导了齿向鼓形修形和齿廓修形的齿面方程,提出了两种综合修形方法,给出了标准直齿圆柱齿轮、齿向鼓形齿轮、齿廓修形齿轮和... 针对精密齿轮的综合修形,建立了考虑耦合修形的时变啮合刚度优化分析模型(IAM)。在实际修形参数设计的基础上,推导了齿向鼓形修形和齿廓修形的齿面方程,提出了两种综合修形方法,给出了标准直齿圆柱齿轮、齿向鼓形齿轮、齿廓修形齿轮和综合修形齿轮时变啮合刚度的计算方法。该模型不需要依赖有限元法来确定相关系数,将该模型与已有模型进行了比较,并用有限元法进行了验证。结果表明,该模型在齿向鼓形修形、齿廓修形和综合修形的计算中具有较高的精度和计算效率。 展开更多
关键词 时变啮合刚度 齿轮修形 齿轮加工方法 直齿圆柱齿轮
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考虑齿圈柔性的内啮合齿轮时变啮合刚度计算分析
11
作者 曹东江 常宏杰 高岚 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第6期149-159,共11页
当前大多数内齿轮啮合刚度都是基于忽略齿圈基体变形的假设计算的,文中应用Weber能量法基于精确的齿廓曲线方程建立内齿轮悬臂梁等效模型,同时基于铁木辛柯(Timoshenko)曲梁理论计算齿圈基体的变形量,并将齿圈变形耦合到齿轮啮合刚度计... 当前大多数内齿轮啮合刚度都是基于忽略齿圈基体变形的假设计算的,文中应用Weber能量法基于精确的齿廓曲线方程建立内齿轮悬臂梁等效模型,同时基于铁木辛柯(Timoshenko)曲梁理论计算齿圈基体的变形量,并将齿圈变形耦合到齿轮啮合刚度计算中。通过MATLAB GUI编程进行内啮合齿轮时变啮合刚度数值计算,分析了齿圈柔性对啮合变形的影响,研究了齿圈厚度、支撑数量及啮合力位置对啮合刚度的影响。结果表明:齿圈厚度和支撑数量的增加均有利于齿轮副啮合刚度的增大;啮合齿中线位于固定支撑点时,齿圈啮合刚度最大,在靠近支撑中间位置时,啮合刚度最小,齿圈啮合刚度对应于螺栓支撑呈周期性波动。 展开更多
关键词 啮合齿轮 Weber能量法 时变啮合刚度 齿圈柔性 Timoshenko曲梁 精确齿廓
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基于时变啮合刚度的修形齿轮承载接触分析
12
作者 王浩 韩振华 +3 位作者 周酝晨 石万凯 单文桃 曹忠亮 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第4期181-186,192,共7页
为了解决传统齿轮承载接触分析力学解析方法难以考虑齿廓修形的问题,以齿廓修形渐开线直齿轮为研究对象,基于时变啮合刚度,提出了一种齿轮承载情况下齿间载荷分配系数与齿面接触应力解析算法。通过对比齿轮承载接触时接触点在啮合线方... 为了解决传统齿轮承载接触分析力学解析方法难以考虑齿廓修形的问题,以齿廓修形渐开线直齿轮为研究对象,基于时变啮合刚度,提出了一种齿轮承载情况下齿间载荷分配系数与齿面接触应力解析算法。通过对比齿轮承载接触时接触点在啮合线方向的变形量与修形量,提出修形齿轮单双齿啮合状态判定方法,并计算不同状态下的啮合刚度;推导修形齿轮的啮合力、刚度与变形的力学关系,建立各啮合齿对的齿间载荷分配系数计算模型,应用赫兹接触理论求解齿面接触应力;分别在不同修形高度、修形曲线与配对齿数情况下,计算分析多种齿廓修形算例的齿间载荷分配系数与齿面接触应力。结果表明,解析算法求解的齿间载荷分布系数、齿面接触应力及相应单双齿啮合区间与有限元结果相一致,相对误差较小,证明了该算法有较高的精度与稳定性,为齿廓修形齿轮承载接触分析提供一种高效便捷的新方法。 展开更多
关键词 齿轮承载接触分析 时变啮合刚度 齿廓修形 载荷分配 接触应力
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基于改进能量法的直齿轮时变啮合刚度计算 被引量:32
13
作者 马辉 逄旭 +1 位作者 宋溶泽 杨健 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期863-866,884,共5页
在现有文献的基础上,将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁,并考虑较为真实的过渡曲线,对现有的能量法计算齿轮啮合刚度作了进一步修正.通过与文献和有限元结果的对比,给出了误差产生的原因,验证了所提出的修正方法的有效性.提出的方法避开了... 在现有文献的基础上,将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁,并考虑较为真实的过渡曲线,对现有的能量法计算齿轮啮合刚度作了进一步修正.通过与文献和有限元结果的对比,给出了误差产生的原因,验证了所提出的修正方法的有效性.提出的方法避开了齿数的判断,提高了能量法计算齿轮啮合刚度的通用性.此外,考虑较为真实的过渡曲线方程,保证了轮齿建模的准确性,进一步减小了啮合刚度的计算误差,研究结果可为直齿轮啮合动力学分析提供理论基础. 展开更多
关键词 直齿轮 时变啮合刚度 改进能量法 有限元 真实过渡曲线
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斜齿轮时变啮合刚度算法修正及影响因素研究 被引量:30
14
作者 刘文 李锐 +2 位作者 张晋红 林腾蛟 杨云 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期1-10,共10页
针对势能法计算斜齿轮时变啮合刚度精度不足问题,提出一种刚度修正算法.考虑端面重合度大于或小于轴向重合度两种情况下单齿接触线长度的不同表达形式,建立齿根圆与基圆不重合时的变截面悬臂梁模型,采用切片法和积分思想推导并计算了斜... 针对势能法计算斜齿轮时变啮合刚度精度不足问题,提出一种刚度修正算法.考虑端面重合度大于或小于轴向重合度两种情况下单齿接触线长度的不同表达形式,建立齿根圆与基圆不重合时的变截面悬臂梁模型,采用切片法和积分思想推导并计算了斜齿轮啮合刚度,通过与ISO算法和有限元法对比分析,验证了该修正算法的可行性.在此基础上,探讨了螺旋角、模数、齿数、齿宽和压力角等参数对啮合刚度的影响.计算与分析表明,啮入段的相对时间与端面重合度和轴向重合度大小及比重有关;齿轮基本参数的变化引起重合度和单齿啮合刚度的改变,进而影响综合啮合刚度波动值和均值;当端面重合度或轴向重合度在整数附近时,啮合刚度波动值较小,而总重合度在整数附近时,啮合刚度波动值较大.与传统势能法相比,修正算法提高了斜齿轮时变啮合刚度的计算精度,在斜齿轮刚度激励的准确计算方面具有较强的实用性. 展开更多
关键词 势能法 斜齿轮 时变啮合刚度 重合度
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直齿圆柱齿轮齿根裂纹扩展仿真及齿轮时变啮合刚度分析 被引量:16
15
作者 万志国 訾艳阳 曹宏瑞 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第S1期14-20,共7页
首先利用ANSYS有限元软件建立了含齿根初始裂纹的齿轮二维有限元模型,计算了齿根裂纹前缘应力强度因子。其次基于线弹性断裂力学理论及最大周向正应力理论,计算了裂纹失稳后的扩展角。再次利用ANSYS软件对初始裂纹进行扩展分析,逐步模... 首先利用ANSYS有限元软件建立了含齿根初始裂纹的齿轮二维有限元模型,计算了齿根裂纹前缘应力强度因子。其次基于线弹性断裂力学理论及最大周向正应力理论,计算了裂纹失稳后的扩展角。再次利用ANSYS软件对初始裂纹进行扩展分析,逐步模拟了裂纹的扩展趋势,得到了齿根裂纹的扩展路径。结果表明,对于厚轮缘实心式直齿圆柱齿轮而言,齿根初始裂纹以较小的扩展角度从轮齿的一侧齿根逐步向轮齿的另一侧齿根连续平滑地扩展。最后根据齿根裂纹的扩展路径,利用势能法求解了齿轮时变啮合刚度,分析了不同裂纹程度对于齿轮时变啮合刚度的影响。齿根裂纹会引起时变啮合刚度的局部减小,并且随着裂纹尺寸的逐步增大,啮合刚度的局部减小现象会愈加明显。该文为含有齿根裂纹故障的圆柱齿轮传动系统的动力学建模、故障机理分析及疲劳寿命分析奠定了理论基础。 展开更多
关键词 齿根裂纹 断裂力学 扩展路径 时变啮合刚度
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基于参数反求的齿轮裂纹时变啮合刚度计算方法 被引量:9
16
作者 吴家腾 杨宇 程军圣 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第24期2916-2924,共9页
基于齿根应变测试技术和优化理论提出了齿轮时变啮合刚度反求计算方法,并将其应用于齿轮故障机理研究。构建了齿根动态应力与时变啮合刚度反问题模型,并搭建齿轮裂纹故障应变测试实验台来采集齿根应变;建立了相对应的有限元模型并将计... 基于齿根应变测试技术和优化理论提出了齿轮时变啮合刚度反求计算方法,并将其应用于齿轮故障机理研究。构建了齿根动态应力与时变啮合刚度反问题模型,并搭建齿轮裂纹故障应变测试实验台来采集齿根应变;建立了相对应的有限元模型并将计算应变与测量应变代入反问题模型,从而实现齿轮啮合刚度的反向求解。计算结果表明,相比解析法和有限元法,所提方法显著提高了求解精度并且具备更高的可靠性。建立了齿根裂纹故障的齿轮系统动力学模型,通过对动力学响应进行时域及频域分析来揭示齿轮裂纹故障机理。 展开更多
关键词 齿轮裂纹 时变啮合刚度 反求计算 应变测试 动力学分析
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计及摩擦影响的直齿轮时变啮合刚度计算方法 被引量:6
17
作者 黄康 汪涛 +3 位作者 熊杨寿 赵韩 马加奇 吴其林 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期564-569,共6页
针对现有的齿轮时变啮合刚度计算模型不考虑时变摩擦影响的问题,以一种弹流润滑状态下的时变摩擦系数为基础,通过推导齿轮副的齿面速度、滚滑比、卷汲速度、赫兹应力,得到了弹流润滑状态下,考虑单双齿啮合情况下载荷变化的时变摩擦系数... 针对现有的齿轮时变啮合刚度计算模型不考虑时变摩擦影响的问题,以一种弹流润滑状态下的时变摩擦系数为基础,通过推导齿轮副的齿面速度、滚滑比、卷汲速度、赫兹应力,得到了弹流润滑状态下,考虑单双齿啮合情况下载荷变化的时变摩擦系数;并应用于势能法刚度计算模型,提出了计及齿面摩擦的时变啮合刚度计算方法。计算结果表明:齿面摩擦对时变啮合刚度有很大的影响;在节点位置,不存在相对滑动,刚度和不考虑摩擦情况一致;在单双齿啮合区的临界点,单齿刚度存在突变的现象;随着载荷的增大,时变啮合刚度减小。该方法同样适合于其它摩擦模型,从而为后续进行考虑摩擦影响的齿轮动力学分析提供新的时变啮合刚度理论基础。 展开更多
关键词 直齿轮 弹流润滑 摩擦 势能法 时变啮合刚度
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裂纹故障对轮齿时变啮合刚度的影响分析 被引量:6
18
作者 孟宗 李佳松 +3 位作者 潘作舟 庞修身 崔玲丽 樊凤杰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第16期1897-1905,1911,共10页
针对裂纹引起齿轮时变啮合刚度(TVMS)减小这一现象,研究了裂纹故障对TVMS的影响规律。首先,构建了完整的轮齿齿廓曲线,基于传统势能法分析了相邻齿耦合效应对TVMS的影响,对TVMS计算公式进行修正。其次,采用有限元法确定了裂纹萌生点所... 针对裂纹引起齿轮时变啮合刚度(TVMS)减小这一现象,研究了裂纹故障对TVMS的影响规律。首先,构建了完整的轮齿齿廓曲线,基于传统势能法分析了相邻齿耦合效应对TVMS的影响,对TVMS计算公式进行修正。其次,采用有限元法确定了裂纹萌生点所在位置,提出了一种沿深度拓展的裂纹曲线,分析了裂纹深度对TVMS和负载分担比的影响,研究了裂纹同时沿深度与长度方向拓展的中早期故障模型。最后,构建了不同故障齿轮副模型,采用有限元法对裂纹沿深度结果进行验证,结果表明势能法与有限元法相吻合。 展开更多
关键词 裂纹 时变啮合刚度 势能法 故障模型 有限元法
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汽车驱动桥准双曲面齿轮时变啮合刚度计算 被引量:4
19
作者 刘程 史文库 +3 位作者 陈志勇 何伟 荣如松 宋怀兰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第20期240-247,共8页
针对汽车准双曲面齿轮动力学系统建模中齿轮时变啮合刚度计算困难的问题,提出一种完整的基于有限元法计算准双曲面齿轮啮合刚度的计算方法。详细描述利用有限元方法计算齿轮啮合刚度理论模型,并利用此模型计算直齿渐开线齿轮啮合刚度,... 针对汽车准双曲面齿轮动力学系统建模中齿轮时变啮合刚度计算困难的问题,提出一种完整的基于有限元法计算准双曲面齿轮啮合刚度的计算方法。详细描述利用有限元方法计算齿轮啮合刚度理论模型,并利用此模型计算直齿渐开线齿轮啮合刚度,结果表明此方法计算结果与KUANG模型计算结果一致。利用MATALAB和CATIA建立了准双曲面齿轮三维几何模型,并在ABAQUS中建立此齿轮准静态啮合有限元模型。详细论述了由准双曲面齿轮啮合有限元分析结果后处理得到啮合刚度计算过程,并对不同载荷下齿轮啮合刚度的变化趋势进行讨论。结果表明,准双曲面齿轮啮合过程中啮合刚度随齿轮旋转位置和所加载力矩周期性变化,其变化周期等于齿轮啮合周期;当齿轮加载力增大齿轮啮合刚度平均值增大,同时啮合刚度的波动减小。 展开更多
关键词 准双曲面齿轮 时变啮合刚度 三维模型 有限元分析
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考虑温度效应的斜齿轮时变啮合刚度解析算法 被引量:8
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作者 林腾蛟 赵子瑞 +1 位作者 江飞洋 陈兵奎 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期6-13,共8页
以斜齿轮副为研究对象,基于切片法和积分思想,计入齿面接触温度变化引起的齿廓形变,结合轮齿接触、弯曲、剪切、轴向压缩及基体弹性变形,提出了考虑温度效应的斜齿轮啮合刚度解析算法,并通过有限元法验证了算法的准确性.分析了不同摩擦... 以斜齿轮副为研究对象,基于切片法和积分思想,计入齿面接触温度变化引起的齿廓形变,结合轮齿接触、弯曲、剪切、轴向压缩及基体弹性变形,提出了考虑温度效应的斜齿轮啮合刚度解析算法,并通过有限元法验证了算法的准确性.分析了不同摩擦因数、输入转矩、输入转速等工况参数对斜齿轮啮合刚度的影响规律.结果表明,考虑齿轮温升影响后,轮齿从啮入到啮出整个过程的啮合刚度均有所增大;随着摩擦因数、输入转矩和输入转速的增大,斜齿轮本体温度及啮合齿面瞬时闪温升高,单齿啮合刚度和综合啮合刚度均值呈增大趋势.研究结果可为高速重载齿轮系统准确高效的动力学分析提供理论依据. 展开更多
关键词 斜齿轮 温度效应 时变啮合刚度 势能法
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