考虑齿距偏差的直齿轮转子系统振动特性分析.pdf

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1、第52卷第13期机械工程学报Vol.52No.132016年7月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJul.2016DOI：10.3901/JME.2016.13.131*考虑齿距偏差的直齿轮转子系统振动特性分析12王奇斌张义民(1.西安电子科技大学机电工程学院西安710071；2.东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819)摘要：针对工程实际中的齿轮存在齿距偏差，主要研究齿距偏差对齿轮系统振动特性的影响。考虑齿距偏差，建立了齿轮啮合刚度和传递误差模型，在此基础上，建立了通用齿轮啮合动力学模型，将该模型与转子系统有限元模型进行耦合，得到了齿轮转子系统有限元

2、模型，分析了齿距偏差对系统振动响应的影响。研究结果表明：由于齿距偏差的存在，齿轮双齿啮合区刚度降低，无载荷传递误差增大，齿轮系统振动增大，频谱图中出现啮合频率及其高次谐波的边频带成分，这些边频带主要由主动和从动齿轮的转频及其倍频组成。减小齿距偏差和增大作用扭矩均能降低齿距偏差引起的边频带幅值。研究结果可为含齿距偏差的齿轮振动分析提供理论依据。关键词：齿距偏差；直齿轮；转子系统；啮合刚度；振动特性中图分类号：TH113VibrationCharacteristicsAnalysisofaSpurGearRotorSystemwiththePitchDeviation12WANGQib

3、inZHANGYimin(1.SchoolofElectro-MechanicalEngineering,XidianUniversity,Xi’an710071;2.SchoolofMechanicalEngineering&Automation,NortheasternUniversity,Shenyang110819)Abstract：Fortheengineeringgearwiththepitchdeviation,vibrationcharacteristicsofagearrotorsystemwiththepitchdeviationarestudied.Amode

4、lisintroducedforanalyzingtheinfluenceofpitchdeviationonthegearmeshstiffnessandnoloadtransmissionerror.Basedonthismodel,ageneralgeardynamicmodelisdeveloped.Combinedthismodelwiththerotorsystemmodel,afiniteelementmodelofthegearrotorsystemisestablished.Thenconsideringtheeffectsofthetoothpitchdevia

5、tion,vibrationcharacteristicsofaspurgearrotorsystemareanalyzed.Theresultsshowedthatthegearmeshstiffnessofdoubleteethmeshingareadecreasesandnoloadtransmissionerrorincreasesconsideringthepitchdeviation.What’smore,thevibrationofgearsystemincreasesandthesidebandsofmeshfrequencyandhigher-orderharmo

6、nicscanbefoundwiththepitchdeviation.Thosesidebandsaremainlycomposedofdrivinganddrivengearrotationalfrequenciesandmultiple-frequenciesofrotationalfrequencies.Theamplitudesofthesidebandscanbedecreasedbythelesspitchdeviationandbiggertorque.Keywords：pitchdeviation；spurgear；rotorsystem；meshstiffnes

7、s；vibrationcharacteristics等外部激励，还有时变啮合刚度、齿轮传递误差、*0前言啮入啮出冲击等内部激励的影响。时变啮合刚度、传递误差作为齿轮转子系统最重要的两个内部激齿轮转子系统广泛应用于各种机器和机械设励，其对系统的振动、噪声以及可靠性有着很大的[1-2]备，是最重要的运动和动力传递装置之一，其力学影响。而由于设计偏差、制造误差和安装误差等性能对整个机器的振动、噪声以及可靠性有着重要因素，在实际运行的齿轮中齿廓偏差必然存在，而的影响。齿轮传动