熱變形及摩擦對變速器齒輪傳動特性的影響分析.pdf

1、變速箱齒輪在傳動過程中，由于摩擦、齒側間隙和時變嚙合剛度等非線性因素的存在，齒輪系統(tǒng)表現(xiàn)出復雜的動力學響應特征，從而對變速箱的工作性能產(chǎn)生很大影響，而且由于變速箱齒輪經(jīng)常處于高轉速、高負荷狀態(tài)，其產(chǎn)生的熱量不容忽視，熱變形會導致齒輪的動力學特性也發(fā)生改變。本文基于齒輪非線性動力學基本理論，對考慮摩擦和熱變形的直齒輪傳動系統(tǒng)進行了建模分析。
　　在分析齒輪嚙合過程的基礎上，對齒面摩擦形成的機理進行了研究，推導得到了嚙合過程中摩擦力的

2、表達式，利用集中質量法建立起計及摩擦、齒側間隙、時變嚙合剛度和齒輪重合度的直齒輪傳動系統(tǒng)動力學模型，并基于機械熱變形基本理論研究了溫度效應對于齒輪嚙合過程的影響，將溫度效應考慮進齒輪動力學模型中，建立起計入溫度效應的直齒輪系統(tǒng)動力學模型。應用四五階變步長龍格庫塔方法對系統(tǒng)運動微分方程進行數(shù)值求解，通過時間歷程圖、頻譜圖、Poincare截面圖、相圖和輪齒間動態(tài)作用力圖來分析系統(tǒng)的傳遞誤差和運動形態(tài)隨系統(tǒng)參數(shù)的變化規(guī)律。分析結果表明:轉矩

3、波動頻率和齒側間隙對系統(tǒng)傳動精度影響很大，摩擦因數(shù)和溫度在外激勵頻率比較高時對系統(tǒng)的影響才表現(xiàn)的比較明顯。
　　將系統(tǒng)動力學響應分析與工程實踐中所關心的敲擊振動和傳動效率聯(lián)系起來，引入敲擊振動指標和摩擦功耗，分析其隨系統(tǒng)參數(shù)的變化規(guī)律，并研究各個參數(shù)之間的耦合關系。分析結果表明:摩擦因數(shù)、轉矩波動頻率對于敲擊振動和摩擦功耗都有影響，齒側間隙對于敲擊振動和摩擦功耗的影響根據(jù)摩擦因數(shù)的取值不同而不同，溫度對于敲擊振動有影響，然而對于摩