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微织构齿轮时变啮合刚度计算方法研究
1
作者
张龙唱
陈奇
+3 位作者
尹延国
唐军
陈远龙
宋晖
《应用力学学报》
北大核心
2025年第5期1057-1065,共9页
现有研究发现微织构有助于减小齿轮系统的摩擦和振动。为分析微织构齿轮的动力学性能,对其啮合刚度展开研究。本研究模拟鲨鱼皮表面纹理设计了仿生齿面织构,考虑织构对齿轮啮合时有效接触长度的影响,对齿轮啮合刚度进行了修正,构建了微...
现有研究发现微织构有助于减小齿轮系统的摩擦和振动。为分析微织构齿轮的动力学性能,对其啮合刚度展开研究。本研究模拟鲨鱼皮表面纹理设计了仿生齿面织构,考虑织构对齿轮啮合时有效接触长度的影响,对齿轮啮合刚度进行了修正,构建了微织构齿轮的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness,TVMS)模型,并采用有限元法对理论分析模型进行了验证。分析了织构参数对齿轮TVMS的影响,结果表明织构会降低齿轮TVMS,并且齿轮TVMS随着织构宽度和深度的增大逐渐减小,随着织构间距的增大逐渐增大。考虑到织构会降低齿面摩擦系数,减小齿面磨损,因此在设计齿面织构时需兼顾织构对摩擦系数和TVMS的影响,选取合理的织构参数。研究结果可为今后微织构齿轮动力学性能分析提供理论基础。
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关键词
微织构齿轮
时变啮合刚度模型
势能法
仿生织构
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职称材料
一种改进的非线性接触齿廓修形直齿轮啮合刚度分析方法
被引量：
6
2
作者
王显彬
孙阳
王军龙
《机电工程》
CAS
北大核心
2022年第12期1670-1677,共8页
时变啮合刚度是齿轮副的周期性内部激励,是齿轮传动系统振动和噪声问题的主要来源。针对齿廓修形的直齿轮啮合刚度计算问题,从能量等效思想出发,结合悬臂梁模型,考虑接触对间的非线性接触,提出了一种改进的非线性接触齿廓修形直齿轮啮...
时变啮合刚度是齿轮副的周期性内部激励,是齿轮传动系统振动和噪声问题的主要来源。针对齿廓修形的直齿轮啮合刚度计算问题,从能量等效思想出发,结合悬臂梁模型,考虑接触对间的非线性接触,提出了一种改进的非线性接触齿廓修形直齿轮啮合刚度解析模型。首先,在已有文献的基础上,将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁,三维的齿轮副传动模型转换为二维的平面齿廓,进行了接触分析,考虑齿对间的非线性接触,通过能量法构建了齿廓修形直齿轮单齿啮合刚度半解析模型;然后,补充了变形协调与力平衡方程,导出了齿廓修形直齿轮副综合啮合刚度模型;最后,将采用该方法所得结果与有限元计算结果进行了对比,完成了对该计算方法的验证,并分析了不同摩擦系数与齿轮参数对齿轮啮合刚度的影响规律。研究结果表明:相较于传统的有限元计算结果,采用该解析模型得到的计算误差在3%以内,计算速度提高150倍,在精度损失较小的情况下,能够实现对非线性接触齿廓修形圆柱齿轮啮合刚度的快速求解。
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关键词
齿轮传动系统
振动和噪声
单齿
啮合
刚度
模型
时变
啮合
刚度
计算
模型
摩擦系数
能量等效
悬臂梁
模型
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职称材料
题名
微织构齿轮时变啮合刚度计算方法研究
1
作者
张龙唱
陈奇
尹延国
唐军
陈远龙
宋晖
机构
合肥工业大学机械工程学院
出处
《应用力学学报》
北大核心
2025年第5期1057-1065,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.51775158)
安徽省重点研发计划项目(No.JZ2022AKKG0093)。
文摘
现有研究发现微织构有助于减小齿轮系统的摩擦和振动。为分析微织构齿轮的动力学性能,对其啮合刚度展开研究。本研究模拟鲨鱼皮表面纹理设计了仿生齿面织构,考虑织构对齿轮啮合时有效接触长度的影响,对齿轮啮合刚度进行了修正,构建了微织构齿轮的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness,TVMS)模型,并采用有限元法对理论分析模型进行了验证。分析了织构参数对齿轮TVMS的影响,结果表明织构会降低齿轮TVMS,并且齿轮TVMS随着织构宽度和深度的增大逐渐减小,随着织构间距的增大逐渐增大。考虑到织构会降低齿面摩擦系数,减小齿面磨损,因此在设计齿面织构时需兼顾织构对摩擦系数和TVMS的影响,选取合理的织构参数。研究结果可为今后微织构齿轮动力学性能分析提供理论基础。
关键词
微织构齿轮
时变啮合刚度模型
势能法
仿生织构
Keywords
micro-textured gears
time-varying mesh stiffness model
potential energy method
bionic texture
分类号
TH117.2 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
一种改进的非线性接触齿廓修形直齿轮啮合刚度分析方法
被引量：
6
2
作者
王显彬
孙阳
王军龙
机构
福建船政交通职业学院通用航空产业学院
浙江工业大学机械工程学院
博世电动工具(中国)有限公司
出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2022年第12期1670-1677,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51475425)
国家教育部“科创融教”职业教育改革创新课题(HBKC217155)。
文摘
时变啮合刚度是齿轮副的周期性内部激励,是齿轮传动系统振动和噪声问题的主要来源。针对齿廓修形的直齿轮啮合刚度计算问题,从能量等效思想出发,结合悬臂梁模型,考虑接触对间的非线性接触,提出了一种改进的非线性接触齿廓修形直齿轮啮合刚度解析模型。首先,在已有文献的基础上,将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁,三维的齿轮副传动模型转换为二维的平面齿廓,进行了接触分析,考虑齿对间的非线性接触,通过能量法构建了齿廓修形直齿轮单齿啮合刚度半解析模型;然后,补充了变形协调与力平衡方程,导出了齿廓修形直齿轮副综合啮合刚度模型;最后,将采用该方法所得结果与有限元计算结果进行了对比,完成了对该计算方法的验证,并分析了不同摩擦系数与齿轮参数对齿轮啮合刚度的影响规律。研究结果表明:相较于传统的有限元计算结果,采用该解析模型得到的计算误差在3%以内,计算速度提高150倍,在精度损失较小的情况下,能够实现对非线性接触齿廓修形圆柱齿轮啮合刚度的快速求解。
关键词
齿轮传动系统
振动和噪声
单齿
啮合
刚度
模型
时变
啮合
刚度
计算
模型
摩擦系数
能量等效
悬臂梁
模型
Keywords
gear transmission system
vibration and noise
single tooth mesh stiffness model
time-varying mesh stiffness calculation model
friction coefficient
energy equivalence
cantilever beam model
分类号
TH132.41 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
微织构齿轮时变啮合刚度计算方法研究
张龙唱
陈奇
尹延国
唐军
陈远龙
宋晖
《应用力学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
一种改进的非线性接触齿廓修形直齿轮啮合刚度分析方法
王显彬
孙阳
王军龙
《机电工程》
CAS
北大核心
2022
6
在线阅读
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职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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