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齿轮综合啮合误差计算方法及对系统振动的影响
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH113[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]西北工业大学机电学院,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金(51275423)、高等学校创新引智计划(B13044)和长安大学高速公路筑养装备与技术教育部工程研究中心开放基金(2013G1502057)资助项目.
中文摘要:

通过将轮齿变形分为线性宏观变形和非线性局部接触变形两部分,建立齿轮承载接触分析修正模型,并利用两层迭代将非线性接触问题转化为多个线性代数方程组进行求解。根据各接触点变形关系,提出已知齿面误差分布时啮合刚度和综合啮合误差的确定方法。通过引入刚度激振力将参变的运动微分方程组化为定常微分方程组,并利用傅里叶级数法求解其稳态解。以一对斜齿轮副为例,分析了齿轮误差在不同扭矩和转速下对系统振动的影响规律。研究发现,由于轮齿误差的存在,齿轮副啮合刚度在轻载时会减小,从而导致系统共振转速降低;受重合度和轮齿变形的影响,综合啮合误差的幅值远小于齿面原始制造误差幅值。此方法可用于分析不同误差类型及分布形式对系统振动的影响规律,为进一步建立齿轮误差控制原则提供了有效手段。

英文摘要:

The tooth deformation is separated into linear global term and nonlinear local contact term, and a modified loaded tooth contact model is built. The nonlinear contact problem is transformed into solving a set of linear algebraic equations by considering two iterative loops. According to the deformation relationship of contact points, the mesh stiffness and composite meshing errors can be obtained when the error distribution on tooth surface has been known. By introducing the stiffness exciting force, the time-variant differential equations of motion are transformed into the time-invariant ones of which the steady-state solution can be calculated using Fourier series method. Taken a helical gear pair as an example, the influence of gear errors is studied under different torque levels and input speeds. The results show that the mesh stiffness will decrease for lightly loaded gears as the effect of gear errors, which will cause the system resonance speed decreased. As the impact of contact ratio and tooth deformation, the amplitude of composite meshing errors is much smaller than the original amplitude of manufacturing errors on tooth surface. The method can be used to analyze the influences of different types of manufacturing errors and different error distributions on system vibration, which provides an effective means to establish the control principles for gear errors.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603