基于改进势能法的直齿轮时变啮合刚度计算方法研究

以势能法为基础，将轮齿全齿廓分为渐开线部分和过渡曲线部分，提出一种改进的直齿轮时变啮合刚度计算方法。该方法考虑了齿根过渡曲线的参数方程，基于渐开线起始点半径、基圆半径和齿根圆半径的相对大小关系，建立了不同齿数情况下的轮齿模型，对渐开线齿廓部分的积分上限进行了修正，使得轮齿模型更为精确。对不同齿数情况下的轮齿时变啮合刚度进行计算，将改进前后方法的计算结果进行对比。结果表明，由于渐开线齿廓起始点半径和基圆半径不重合导致的计算误差会随着齿数的增加而增大；对于齿数相差较大的轮齿进行时变啮合刚度计算时，应根据齿数大小分情况进行啮合刚度计算；若用统一的轮齿模型进行计算，可能会带来较大的计算误差。参考有限元法计算结果，分析了误差产生的原因，验证了本文中所提方法的有效性。