考慮粗糙齒面影響的大重合度直齒輪非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、齒輪副作為機(jī)械裝備中應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)件，在嚙合過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲是整機(jī)振動(dòng)噪聲的重要組成。降低齒輪副的振動(dòng)噪聲水平對(duì)提高整機(jī)的性能，甚至疲勞壽命有重要的意義。重合度大于2.0的齒輪傳動(dòng)能有效地減小單齒載荷，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的減重、減振和降噪有著顯著的作用，但大重合度齒輪相對(duì)滑動(dòng)大且對(duì)精度參數(shù)敏感，為此，本文提出通過(guò)進(jìn)行考慮粗糙齒面影響的大重合度齒輪非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)性能研究，從而建立大重合度齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)理論體系的研究思路。根據(jù)展成法加工原理所得

2、漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的精確齒廓方程，推導(dǎo)了大重合度齒輪在嚙合過(guò)程中的齒面相對(duì)滑動(dòng)速度、曲率半徑以及赫茲壓力等時(shí)變參數(shù)。基于上述時(shí)變參數(shù)，結(jié)合彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑下的摩擦系數(shù)模型，并考慮大重合度齒輪在嚙合過(guò)程中的雙—三齒交替引起的載荷突變，提出了大重合度齒輪時(shí)變摩擦系數(shù)模型。使用M-B分形函數(shù)對(duì)粗糙齒面進(jìn)行表征，建立了包含齒面粗糙度的靜態(tài)傳動(dòng)誤差數(shù)學(xué)模型。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴闡述了傳統(tǒng)勢(shì)能法剛度計(jì)算的基本原理，采用有限元法和實(shí)驗(yàn)方法對(duì)計(jì)算

3、結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。論述了傳統(tǒng)勢(shì)能法不考慮齒側(cè)間隙和動(dòng)態(tài)嚙合過(guò)程中由摩擦力引起的變形的不足，提出了改進(jìn)的勢(shì)能法剛度計(jì)算方法。對(duì)比分析了扭矩、轉(zhuǎn)速和重合度對(duì)時(shí)變剛度的影響。給出了一般大重合度齒輪單齒剛度和時(shí)變嚙合剛度均值的推薦值。⑵基于大重合度齒輪時(shí)變摩擦系數(shù)模型、靜態(tài)傳動(dòng)誤差模型和改進(jìn)的勢(shì)能法剛度計(jì)算模型，建立了大重合度齒輪多自由度非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型;對(duì)比分析了不同工況下大重合度齒輪和普通重合度齒輪的動(dòng)力學(xué)性能，對(duì)比結(jié)果揭示了大重合度齒輪動(dòng)

4、態(tài)性能的優(yōu)勢(shì)。還研究了齒頂高系數(shù)和壓力角對(duì)大重合度齒輪動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響。結(jié)果表明:當(dāng)重合度從2至3的變化過(guò)程中，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能呈現(xiàn)出先變差再變好的趨勢(shì)。⑶研究了系統(tǒng)阻尼比、轉(zhuǎn)速、扭矩和齒面精度對(duì)大重合度齒輪非線(xiàn)性振動(dòng)響應(yīng)的影響，掌握了各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)幅值、穩(wěn)定性、跳躍現(xiàn)象和分岔特性的影響規(guī)律。⑷針對(duì)不同工況條件下的大重合度齒輪系統(tǒng)，通過(guò)進(jìn)行非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特性分析，可以得到既滿(mǎn)足振動(dòng)性能要求，又能盡可能降低加工成本和難度的系統(tǒng)參數(shù)，建立大重