修形对齿轮系统动力学特性的影响规律-论文.pdf

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1、第50卷第13期机械工程学报V_o1．50NO．132014年7月J0I瓜NALoFMECHANICALENGINEERINGJu1．2014DoI：l0．3901／JME．2014．13．059修形对齿轮系统动力学特性的影响规律水陈思雨唐进元王志伟胡泽华(中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083)摘要：在考虑实际齿轮啮合刚度及静态传递误差的基础上，研究含不同修形量和修形长度齿轮的动态行为。利用有限单元方法得到不同修形齿轮的啮合刚度及静态传递误差，将啮合刚度及静态传递误差引入到动力学分析模型中，并提出以齿轮副的振动幅值

2、及动态因子来衡量齿轮修形优劣的方法。数值分析表明：该方法可以有效地鉴别不同修形时齿轮的动态性能的差异；考虑修形及轮齿侧隙的齿轮动态行为分析，有助于了解齿轮的真实运行性能；宽转速范围内的齿轮副动力学分析，对理解修形齿轮的动态性能，并择优确定修形的长度及修形量具有重要的意义。关键词：齿轮；修形；动态因子；啮合刚度；传递误差中图分类号：TH212；TH213EffectofModificationonDynamicCharacteristicsofGearTransmissionsSystemCHENSiyuTANGJinyuanWAN

3、GZhiweiHUZehua(StateKeyLaboratoryofHighPerformanceComplexManufacturing，CentralSouthUniversity,Changsha410083)Abstract：Theefectsofmodificationonthenonlineardynamiccharacteristicsareanalyzed．Theaccuratemeshstifnessandstatictransmissionerrorarecalculatedbyusingfiniteelem

4、entmethod．Themeshstifnessandstatictransmissionerorareintroducedinthenonlineardynamicgeartransmissionsystemdirectly．AndthegeneralFourierseriesisnotadoptedtoapproximatethemeshstiffnessandstatictransmissionerorinordertoavoidconfusionbetweenthemodificationandapproximateer

5、or．Thevibrationamplitudeanddynamicfactorareproposedtoindicatetheefectsofmodificationonthegearnonlineardynamicscharacteristics．ThenumericalresultsshowthattheproposedmethodCanbeusedtodiscriminatetheefectofmodification；thedynamicanalysisbasedonnonlinearsystemwithbacklash

6、andmodificationCanprovidecomprehensiveunderstandingonthetransmissioncharacteristic；theefectsofmodificationareanalyzedinabroadbandrotationspeed，whicharehelpfultodeterminethemodificationlengthandamplitude．Keywords：gear；modification；dynamicfactor：meshstifness；transmissio

7、neror实践中广泛使用的一种方法。0前言航空传动中对齿轮的高精度、高承载能力和高可靠性要求，使研究齿轮的动态特征更加迫切。制齿轮传动系统的振动和噪声问题是齿轮传动造误差、安装误差、重载时支撑系统导致的偏差，系统设计与研究者关心的热点问题之一J。提高重均会使轮齿出现不正常啮合，为此对齿轮进行修形载齿轮传动工作平稳性、降低动载荷和噪声的主要成为一个更加重要的手段[1l-13J。国外，CAI和方法有⋯：①改变支撑轴的弹性，可以使动载荷HAYASHIL1钏以齿轮的扭转振动为目标函数，提出系数降低，但是比较微弱；②降低齿轮的啮合刚度，了一

8、种齿轮修形优化方法。MAATAR和VELEXJ可以使圆周动载力显著降低。改变轮体结构可以使通过建立3D模型和36自由度的扭转振动模型(不啮合刚度降低，但是轮体结构的改变有可能削弱其考虑间隙)，研究了窄齿斜齿轮的修形对其动态传强度；③齿廓修形，是提高