齿面接触闪温对齿轮啮合特性的影响分析

齿轮啮合过程中能量损耗引起的齿廓形变改变了齿轮啮合状态,基于Bloke闪温理论,推导出了齿面接触闪温随齿轮啮合点位置变化的表达式,计算了齿面接触闪温引起的齿廓形变;通过Hertz接触理论,推导出齿面接触闪温对啮合刚度的影响表达式。对模型进行研究,分析了摩擦因素随啮合点位置的变化规律,载荷、转速对齿面最大接触闪温的影响,齿面接触闪温对齿廓形变和啮合刚度的影响。仿真结果显示,齿面接触闪温对轮齿啮合刚度的影响较大,在非线性动力学分析中应予以考虑。     

考虑齿面接触温度的齿轮系统非线性动力学建模及分析

为研究齿轮啮合过程中齿面接触温度对系统动力学的影响,基于Block闪温理论,计算主、从动轮的齿面闪温,推导齿面接触温度随时间变化的表达式,计算由齿面接触温度变化导致的齿廓形变;通过Hertz接触理论,推导随齿面接触温度变化的啮合刚度的表达式。建立综合考虑齿面接触温度、时变啮合刚度、齿面摩擦、齿侧间隙、综合啮合误差等因素的单级直齿圆柱齿轮系统非线性动力学模型。对该模型进行研究,分析摩擦因数、载荷对齿面闪温的影响及系统的动力学特性。计算结果显示,齿面闪温在齿根和齿顶啮合时达到最大,而在节点附近接近于零。这表明所提出的齿面闪温计算方法能在一定程度上反映齿轮啮合时的温度变化和滑动情况,该方法在计算齿面温度变化时其基本规律是正确的。对比考虑齿面接触温度与否的分岔图发现,齿面接触温度对系统动力学行为有明显的影响。     

考虑齿面闪温的风电齿轮箱裂纹故障特征分析

为了研究齿面闪温对风电齿轮箱裂纹故障时系统动力学响应的影响,利用Blok闪温理论分析齿轮啮合时的齿面温度,应用热变形公式计算齿廓形变,进而通过Hertz接触理论获得计及齿面闪温影响的轮齿刚度。考虑齿面闪温、阻尼、时变啮合刚度、综合啮合误差和齿侧间隙,建立含有高速级齿轮齿根裂纹的齿轮箱扭转动力学模型。通过时域图、频谱图、相图和Poincaré截面分析不同裂纹长度下系统振动特性随齿面闪温变化的规律,并比较裂纹故障仿真与实验的时频域结果。结果表明：齿面闪温使时域图上裂纹产生的冲击幅值增大、频域图中故障边频结构更为复杂、相图曲线向外扩展以及Poincaré截面离散点增多,且变化均随裂纹长度的增加越为明显。研究结论可为齿轮裂纹故障状态的诊断与监测提供依据。     

渐开线斜齿轮齿面动态闪温研究

分析了ISO闪温公式在计算斜齿轮齿面闪温时的不足,根据固体表面温度分布场理论,建立了ISO闪温公式在斜齿轮齿面闪温中的计算方法。在运用三维有限元法计算斜齿轮齿面载荷分布的基础上,成功地计算了斜齿轮齿面闪温分布。采用动态热电偶测温方法,测试出斜齿轮传动的实际齿面闪温分布,与理论计算结果比较,取得了相符的结果,并得出有益的结论。     

直齿轮齿面闪温最小修形优化设计

考虑到安装误差及修形齿轮接触线上齿面间隙变化对齿面载荷密度、油膜厚度及局部摩擦因数的影响,提出齿面闪温最小的直齿轮修形优化设计方法,结合TCA、LTCA方法将接触线上的载荷、油膜厚度离散,根据油膜比厚判断润滑状态,确定离散点的摩擦因数,应用Blok闪温公式获得齿面闪温,通过优化确定了最佳修形齿面。算例表明:修形后齿面载荷分布均匀,受曲率半径影响主动轮啮入端闪温下降更明显,但单齿啮合区内闪温变化不明显。     

变参数对少齿差行星减速器振动特性影响及实验

建立了一种综合考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、啮合误差、齿侧间隙和输入转速等多参数的少齿差行星减速器弯扭耦合非线性动力学模型。分析计算了该减速器的啮合误差激励,根据啮合特性推导出时变啮合刚度,并建立系统多参数、多处非线性和多自由度的动力学微分方程。利用Matlab求解各参数对系统非线性振动特性的影响,最后进行实验进行分析验证不同转速、负载对系统振动特性的影响。结果表明:时变啮合刚度、啮合阻尼、齿轮误差、齿侧间隙及转速对减速器振动影响较大,振动实验结果与仿真分析趋势基本一致,验证仿真分析的正确性。     

弧齿锥齿轮传动系统动态特性研究

基于集中质量法建立了弧齿锥齿轮8自由度弯-轴-扭三维空间动力学模型.模型中考虑了啮合刚度的时变性、几何传递误差的非线性、齿轮副间隙及轴承刚度的非线性.利用齿面接触分析与齿面承载接触分析求出几何传递误差与轮齿综合啮合刚度,利用轴承变形理论求出系统非线性支承刚度,使用Runge-Kutta法对传动系统进行动态响应求解,并研究了这些因素对弧齿锥齿轮振动的影响.结果表明:几何传递误差是影响齿轮振动的最主要因素,由啮合刚度变化引起的一系列振动受转速与负载的影响较大.     

正交面齿轮功率分流传动系统非线性动力学研究

建立了含面齿轮的功率分流传动系统的弯-扭耦合非线性动力学模型,模型计入了时变啮合刚度、啮合相位、啮合误差和齿侧间隙。基于数值求解,分析了不同转速下的动载系数,以及动响应的相图、Poincare图和FFT图,结果表明系统两分支上的动载荷水平不同,且在不同转速下系统呈现拟周期响应或混沌响应;分析了不同齿侧间隙下系统的动载系数和动响应的相图,结果表明当齿侧间隙大于某临界值后,系统的动力学特性不再随齿侧间隙的增大而改变。     

齿面磨损对齿轮系统动态特性的影响

为研究齿面磨损对齿轮系统动态特性的影响,综合考虑齿轮齿侧间隙、传输误差、齿面磨损,采用集中参数法建立齿轮平移-扭转非线性动力学模型,分析齿轮的转速、运行次数对含有齿面磨损的齿轮传动系统动态特性的影响。结果表明:在啮合区域内,齿根处的齿面磨损量呈减小趋势,在节点处理论磨损量为零,齿顶处的齿面磨损呈增加趋势,齿面磨损量减小趋势大于增加趋势,整个过程中齿面磨损会造成啮合刚度的减小;存在齿面磨损时,过大或过小的转速都会使齿轮系统的振幅波动变大,幅值减小;当转速一定时,含有齿面磨损的系统随着运行次数的增加,振幅幅值会逐渐减小,传动的波动会加剧。     

平面二次包络环面蜗杆传动齿面闪温分布研究

以 Ｂｌｏｋ 闪温公式为基础,推导了适用于平面二次包络环面蜗杆传动的齿面闪温计算公式;并对齿面闪温分布进行了分析,同时也对最高闪温与工具平面倾角β的关系进行了分析。