齒輪熱變形對其振動特性的影響研究.pdf

1、漸開線作為最常用的齒廓曲線,由于它本身的特點,使齒輪副在嚙合點處存在相對滑動,產(chǎn)生的摩擦熱會造成齒面溫度的升高及熱變形,影響齒輪副的傳動性能。隨著對齒輪傳動精度要求的提高,這個問題引起了國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注。目前的研究可基本分為溫度場的計算與熱變形研究這兩個方向,而將齒輪熱變形與齒輪副振動特征相聯(lián)系的研究卻很少。針對這一問題,本文將齒輪熱變形和齒輪動力分析結(jié)合起來,在對齒廓熱變形偏差進行計算的基礎上,分析了齒輪副在齒廓熱變形條件下的振動

2、特征變化規(guī)律。具體研究內(nèi)容如下:
　　首先,建立了齒輪的ANSYS參數(shù)化模型,并用有限元法對齒輪穩(wěn)態(tài)溫度場的分布進行了計算,得出了穩(wěn)態(tài)溫度場的基本特征:最高溫度分布在嚙合面中心區(qū)域,且分布于較淺的熱表層,其余部位溫度分布較為平均;轉(zhuǎn)速等外界因素對最高溫度值有較大影響,但對于分布情況影響很小。
　　其次,根據(jù)平均節(jié)點溫度及齒輪溫度場的分布情況采用均勻溫度場模型對漸開線齒廓的熱變形進行計算,根據(jù)國家標準對齒廓總偏差、齒廓傾斜偏差

3、、齒廓形狀偏差的變化量給出了具體的計算公式,并進行了實驗驗證。由此得出了漸開線齒廓的熱變形特性:沿齒根到齒頂,齒體呈現(xiàn)出偏向體外的傾斜正偏差。
　　最后,利用集中參數(shù)法建立了齒輪副的非線性振動方程,將熱變形引起的齒廓總偏差作為非線性模型中的誤差激勵進行計算,得出了熱變形齒廓總偏差對齒輪副振動特性的影響:在外界激勵不變的情況下,隨著熱變形偏差的增大,速度與加速度響應呈幅值增大的趨勢,整體振動響應從簡諧響應向亞諧響應轉(zhuǎn)變,但最終并未出