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残余应力对斜齿轮时变啮合刚度的影响及其动力学分析 被引量：1
1
作者 罗家元 严博 高聪 《机械传动》 北大核心 2025年第3期40-47,共8页
【目的】淬火热处理作为齿轮重要强化工艺会产生较高的残余应力,进而影响齿轮啮合刚度及动态性能。在分析淬火残余应力分布规律的基础上,揭示残余应力对齿轮啮合动态特性的量化影响。【方法】基于直接热-力耦合法建立齿轮淬火仿真模型... 【目的】淬火热处理作为齿轮重要强化工艺会产生较高的残余应力,进而影响齿轮啮合刚度及动态性能。在分析淬火残余应力分布规律的基础上,揭示残余应力对齿轮啮合动态特性的量化影响。【方法】基于直接热-力耦合法建立齿轮淬火仿真模型并求解淬火残余应力,结合单节点法将该残余应力作为预应力求解斜齿轮副的时变啮合刚度;并以此为基础,利用集中参数法建立斜齿轮副的10自由度动力学模型,使用龙格-库塔法进行数值求解,得到斜齿轮副的振动响应动载荷时域图和频域图。【结果】与不考虑残余应力相比,存在残余应力的单齿弯曲变形在4齿啮合区域变大、在5齿啮合区域变小,接触变形无明显变化,啮合刚度和动载荷的时域峰值变大,啮频处的动载荷频域幅值谱密度增大。 展开更多
关键词 斜齿轮 残余应力 时变啮合刚度 动载荷
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微织构齿轮时变啮合刚度计算方法研究
2
作者 张龙唱 陈奇 +3 位作者 尹延国 唐军 陈远龙 宋晖 《应用力学学报》 北大核心 2025年第5期1057-1065,共9页
现有研究发现微织构有助于减小齿轮系统的摩擦和振动。为分析微织构齿轮的动力学性能,对其啮合刚度展开研究。本研究模拟鲨鱼皮表面纹理设计了仿生齿面织构,考虑织构对齿轮啮合时有效接触长度的影响,对齿轮啮合刚度进行了修正,构建了微... 现有研究发现微织构有助于减小齿轮系统的摩擦和振动。为分析微织构齿轮的动力学性能,对其啮合刚度展开研究。本研究模拟鲨鱼皮表面纹理设计了仿生齿面织构,考虑织构对齿轮啮合时有效接触长度的影响,对齿轮啮合刚度进行了修正,构建了微织构齿轮的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness,TVMS)模型,并采用有限元法对理论分析模型进行了验证。分析了织构参数对齿轮TVMS的影响,结果表明织构会降低齿轮TVMS,并且齿轮TVMS随着织构宽度和深度的增大逐渐减小,随着织构间距的增大逐渐增大。考虑到织构会降低齿面摩擦系数,减小齿面磨损,因此在设计齿面织构时需兼顾织构对摩擦系数和TVMS的影响,选取合理的织构参数。研究结果可为今后微织构齿轮动力学性能分析提供理论基础。 展开更多
关键词 微织构齿轮 时变啮合刚度模型 势能法 仿生织构
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考虑时变啮合刚度的行星滚柱丝杠动力学建模与振动特性分析
3
作者 卢夏沁 陈换过 +2 位作者 吴建伟 彭雨浩 汤佳辉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期119-128,138,共11页
针对行星滚柱丝杠(planetary roller screw mechanism,PRSM)动态特性研究中的不足,特别是对传动副啮合刚度时变特性和非线性因数考虑不充分的问题,提出了一种考虑间隙、摩擦阻尼和时变啮合刚度的PRSM“扭转-平移-轴向”动力学建模方法... 针对行星滚柱丝杠(planetary roller screw mechanism,PRSM)动态特性研究中的不足,特别是对传动副啮合刚度时变特性和非线性因数考虑不充分的问题,提出了一种考虑间隙、摩擦阻尼和时变啮合刚度的PRSM“扭转-平移-轴向”动力学建模方法。通过集中质量法构建动力学模型,基于达朗贝尔原理推导出运动微分方程;根据机构传动副特点,构建了齿轮副悬臂梁模型与螺纹副轴向刚度模型,结合势能法、直接刚度法和赫兹接触理论提取出啮合刚度参数。最后,采用Runge-Kutta数值积分法求解系统微分方程,通过与刚体动力学模型对比验证模型准确性,并获取了PRSM的振动特性。研究成果为PRSM的故障特性分析和智能诊断奠定了理论基础。 展开更多
关键词 行星滚柱丝杠(PRSM) 集中质量动力学建模 时变啮合刚度 动态特性分析
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含裂纹-点蚀人字齿轮时变啮合刚度计算方法
4
作者 毕越 董皓 +2 位作者 刘升升 赵代宁 闫稳 《西安工业大学学报》 2025年第5期808-817,共10页
裂纹-点蚀耦合因素作用下的人字齿轮时变啮合刚度直接影响整个传动系统的振动规律,为深入探究其影响机理,基于人字齿轮副的弯曲刚度、剪切刚度和轴向压缩刚度的计算模型,提出了含裂纹-点蚀耦合因素下的人字齿轮时变啮合刚度计算方法。... 裂纹-点蚀耦合因素作用下的人字齿轮时变啮合刚度直接影响整个传动系统的振动规律,为深入探究其影响机理,基于人字齿轮副的弯曲刚度、剪切刚度和轴向压缩刚度的计算模型,提出了含裂纹-点蚀耦合因素下的人字齿轮时变啮合刚度计算方法。采用积分法进行求解,得到不同程度裂纹、点蚀变化及裂纹-点蚀耦合影响因素下的人字齿轮时变啮合刚度数值。分析比较了健康和不同程度裂纹-点蚀耦合因素下的人字齿轮时变啮合刚度变化曲线,采用有限元法进行了对比验证,有效验证了所提方法的可行性。结果表明:当齿轮含裂纹时随着裂纹程度的加剧,齿轮的时变啮合刚度会持续下降到85.5%;当齿轮含点蚀时随着点蚀程度的加剧,齿轮的时变啮合刚度会持续下降到94.9%;在耦合作用下,时变啮合刚度波动值比单一因素影响更大,同时有限元仿真得到时变啮合刚度曲线,与理论结果存在2.5%的误差,总体上吻合较好。研究结果为人字齿轮传动系统振动特性研究提供理论参考。 展开更多
关键词 点蚀 裂纹 人字齿轮 时变啮合刚度
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基于有限元法的点接触圆弧曲线构型齿轮时变啮合刚度分析
5
作者 华成丽 梁栋 江鹏 《机械研究与应用》 2025年第1期168-171,共4页
该文以新型点接触圆弧曲线构型齿轮为对象,开展时变啮合刚度分析及计算。首先推导点接触圆弧曲线构型齿轮的齿面方程,依据给定设计参数建立啮合齿轮副的三维模型;其次利用ABAQUS软件提取齿面综合弹性变形和齿面接触力结果,计算得出点接... 该文以新型点接触圆弧曲线构型齿轮为对象,开展时变啮合刚度分析及计算。首先推导点接触圆弧曲线构型齿轮的齿面方程,依据给定设计参数建立啮合齿轮副的三维模型;其次利用ABAQUS软件提取齿面综合弹性变形和齿面接触力结果,计算得出点接触圆弧曲线构型齿轮单齿和综合啮合刚度,并绘制时变啮合刚度曲线;最后分析讨论不同齿宽、载荷条件下,该齿轮综合弹性变形和时变啮合刚度的变化规律。结果表明:随着齿宽增大和外部载荷增大,单齿啮合刚度和综合啮合刚度均变大。相关结论为点接触圆弧曲线构型齿轮的动力学特性及性能分析提供了重要的理论支撑。 展开更多
关键词 点接触 圆弧曲线构型齿轮 时变啮合刚度 有限元法 接触分析
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考虑啮合间隙的涡旋压缩机时变啮合刚度数值计算
6
作者 刘涛 汪贺银 《机械设计与制造工程》 2024年第11期12-16,共5页
刚度计算是动力学分析的基础,为了对涡旋压缩机进行系统动力学研究,计算其动、静涡旋齿的啮合刚度成为关键。将径向间隙引起的切向泄漏简化为气体在两平板间的流动,首先计算切向泄漏间隙的长度以及流经通道的气膜压力,然后由气膜压力求... 刚度计算是动力学分析的基础,为了对涡旋压缩机进行系统动力学研究,计算其动、静涡旋齿的啮合刚度成为关键。将径向间隙引起的切向泄漏简化为气体在两平板间的流动,首先计算切向泄漏间隙的长度以及流经通道的气膜压力,然后由气膜压力求解切向泄漏气膜的承载力进而得出气膜刚度。应用有限元分析软件计算得出动、静涡旋齿在气体力作用下的变形量,根据弹性变形量求出动、静涡齿的刚度,得到涡旋压缩机运转过程中任意啮合点的时变啮合刚度随转角的变化情况。结果表明:涡旋齿的时变啮合刚度主要取决于切向泄漏气膜刚度,在一个压缩周期内,涡旋齿的时变啮合刚度随着主轴转角的增加而增大。 展开更多
关键词 径向间隙 气膜刚度 数值计算 时变啮合刚度
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小模数齿轮传动的时变啮合刚度计算方法 被引量：7
7
作者 胡波 安锦运 +1 位作者 尹来容 周长江 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期74-82,共9页
小模数齿轮传动中心距较小,其动态性能对中心距误差非常敏感,且中间级齿轮常被设计在固定轴上高速旋转,齿轮中心孔与轴之间存在间隙,考虑这些特征,建立了中心距误差与轴孔配合间隙影响下的齿轮啮合特性参数与时变啮合刚度计算模型,研究... 小模数齿轮传动中心距较小,其动态性能对中心距误差非常敏感,且中间级齿轮常被设计在固定轴上高速旋转,齿轮中心孔与轴之间存在间隙,考虑这些特征,建立了中心距误差与轴孔配合间隙影响下的齿轮啮合特性参数与时变啮合刚度计算模型,研究了二者对啮合刚度的影响规律。研究结果表明:中心距误差会改变齿轮副的重合度与啮合刚度;轴孔配合间隙使实际中心距围绕理论中心距上下周期性波动,导致整个周期内啮合刚度强化区域与弱化区域共存;中心距误差与轴孔配合间隙的影响在不同的转角范围内存在既有相互叠加又有相互削弱的现象,这一现象使得各轮齿的啮合刚度有差异,存在诱发更大振动与不同噪声的风险。 展开更多
关键词 小模数齿轮 时变啮合刚度 中心距误差 轴孔配合间隙
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基于时变啮合刚度的多剥落齿轮振动响应分析 被引量：2
8
作者 陈杨 马军 +1 位作者 熊新 朱江艳 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期12-22,共11页
为了探究多剥落齿轮系统中振动响应的演变规律,融合时变啮合刚度构建了多剥落齿轮动力学模型。首先,融合修正的能量法和单/双齿对啮合角位移计算方法,建立多剥落齿轮啮合刚度模型;其次,考虑时变啮合刚度、齿侧间隙和初始压力角等因素,构... 为了探究多剥落齿轮系统中振动响应的演变规律,融合时变啮合刚度构建了多剥落齿轮动力学模型。首先,融合修正的能量法和单/双齿对啮合角位移计算方法,建立多剥落齿轮啮合刚度模型;其次,考虑时变啮合刚度、齿侧间隙和初始压力角等因素,构建6自由度多剥落齿轮动力学模型,并从仿真、理论和实验维度开展模型有效性分析;最后,基于所构建的模型,研究齿根、节线和齿顶位置同时发生剥落时,剥落尺寸变化对啮合刚度影响,获得多剥落齿轮振动响应的演变过程。研究结果表明,所构建模型与理论及实验误差小于0.5%,并得到了齿根、节线和齿顶位置剥落的啮合刚度及振动响应的演变规律,随着剥落宽度的扩展,节线附近振动幅值增大显著;随着剥落深度的增加,齿顶位置受到的振动冲击更为强烈;而随着剥落长度的增加,剥落的波及范围扩大。所得结论为齿轮系统的健康监测和早期故障诊断提供了理论指导。 展开更多
关键词 剥落齿轮 时变啮合刚度 动力学模型 振动响应
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斜齿轮时变啮合刚度改进算法及影响因素分析 被引量：4
9
作者 吴鲁纪 杨世豪 +1 位作者 冯伟 杨林杰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期312-319,共8页
在势能法基础上,基于切片积分原理,考虑齿根过渡曲线方程,提出一种改进的斜齿时变啮合刚度计算方法。该方法考虑了真实齿根过渡曲线参数方程,修正了渐开线齿廓的积分区间,与有限元方法的对比结果验证了算法的有效性,减小了时变啮合刚度... 在势能法基础上,基于切片积分原理,考虑齿根过渡曲线方程,提出一种改进的斜齿时变啮合刚度计算方法。该方法考虑了真实齿根过渡曲线参数方程,修正了渐开线齿廓的积分区间,与有限元方法的对比结果验证了算法的有效性,减小了时变啮合刚度的计算误差。在此方法基础上,分析了齿宽、螺旋角、齿数和模数对时变啮合刚度的影响。结果表明,时变啮合刚度均值受齿宽影响较大,近似成线性关系;受螺旋角、齿数影响较小;螺旋角增大,均值以较小幅度波动性变化;中心距一定时,齿数增大,时变啮合刚度缓慢增大;齿轮参数改变会影响重合度;轴向重合度为整数时,时变啮合刚度波动值较小。 展开更多
关键词 斜齿轮 重合度 改进势能法 时变啮合刚度
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蜗杆斜齿轮传动副时变啮合刚度计算及非线性动力学特性分析 被引量：1
10
作者 刘斐 冯婕 陈永洪 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第5期21-28,共8页
蜗杆斜齿轮传动副作为一种交错轴点接触传动形式,掌握其时变啮合刚度及啮合侧隙与误差等引起的非线性动力学行为是减振降噪的核心。文中基于势能法修正并求解蜗杆斜齿轮传动副理论时变啮合刚度,建立考虑齿侧间隙-综合误差及时变啮合刚... 蜗杆斜齿轮传动副作为一种交错轴点接触传动形式,掌握其时变啮合刚度及啮合侧隙与误差等引起的非线性动力学行为是减振降噪的核心。文中基于势能法修正并求解蜗杆斜齿轮传动副理论时变啮合刚度,建立考虑齿侧间隙-综合误差及时变啮合刚度的动力学模型,采用4~5阶Runge⁃Kutta法对系统动力学方程进行数值求解,得到蜗杆斜齿轮传动副动力学特性曲线。结合时域图、Poincaré图及FFT频谱图,分析齿侧间隙、阻尼比及载荷等因素对传动副振动和冲击状态的影响,结果表明:较小的误差幅值及较大的阻尼比可使系统处于稳定的周期运动状态。研究结果对优化蜗杆斜齿轮传动系统的振动噪声有指导意义。 展开更多
关键词 渐开线蜗杆 斜齿轮 时变啮合刚度 非线性动力学
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齿面点蚀对直齿轮副时变啮合刚度及振动响应的影响分析 被引量：3
11
作者 侯静玉 杨绍普 刘永强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期278-286,共9页
齿面点蚀作为齿轮传动中最常见的故障之一,它的存在直接影响齿轮副的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness, TVMS),进而导致系统动态特性的改变。鉴于此,将每个点蚀形状近似地视为椭圆柱的一部分,根据点蚀的分布位置和数量定义... 齿面点蚀作为齿轮传动中最常见的故障之一,它的存在直接影响齿轮副的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness, TVMS),进而导致系统动态特性的改变。鉴于此,将每个点蚀形状近似地视为椭圆柱的一部分,根据点蚀的分布位置和数量定义了三种损伤级别:轻度点蚀、中度点蚀和重度点蚀。基于势能法计算并比较了无故障齿轮和含有不同程度点蚀齿轮的TVMS,讨论了点蚀位置和点蚀尺寸对TVMS的影响。研究了单级直齿圆柱齿轮传动系统的故障动态特性,并利用动力传动故障诊断综合试验台对理论结果进行了定性验证。结果表明,该研究中的齿面点蚀模型与实际点蚀形貌更接近。随着点蚀位置参数的增大,点蚀区域由基圆逐渐向齿顶圆方向移动;点蚀长轴长越长,点蚀区域内TVMS的减小量越明显;在相同的主动轮角位移变化范围内,随着短轴长的变化,不同程度的点蚀故障引起的啮合刚度的减小量是相同的。所建模型能够预测齿轮系统的啮合刚度及振动行为,相应的振动分析结果为齿面点蚀故障的检测和诊断提供了理论参考。 展开更多
关键词 直齿轮 齿面点蚀 时变啮合刚度(TVMS) 动态响应 频谱分析
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基于时变啮合刚度的修形齿轮承载接触分析 被引量：2
12
作者 王浩 韩振华 +3 位作者 周酝晨 石万凯 单文桃 曹忠亮 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第4期181-186,192,共7页
为了解决传统齿轮承载接触分析力学解析方法难以考虑齿廓修形的问题,以齿廓修形渐开线直齿轮为研究对象,基于时变啮合刚度,提出了一种齿轮承载情况下齿间载荷分配系数与齿面接触应力解析算法。通过对比齿轮承载接触时接触点在啮合线方... 为了解决传统齿轮承载接触分析力学解析方法难以考虑齿廓修形的问题,以齿廓修形渐开线直齿轮为研究对象,基于时变啮合刚度,提出了一种齿轮承载情况下齿间载荷分配系数与齿面接触应力解析算法。通过对比齿轮承载接触时接触点在啮合线方向的变形量与修形量,提出修形齿轮单双齿啮合状态判定方法,并计算不同状态下的啮合刚度;推导修形齿轮的啮合力、刚度与变形的力学关系,建立各啮合齿对的齿间载荷分配系数计算模型,应用赫兹接触理论求解齿面接触应力;分别在不同修形高度、修形曲线与配对齿数情况下,计算分析多种齿廓修形算例的齿间载荷分配系数与齿面接触应力。结果表明,解析算法求解的齿间载荷分布系数、齿面接触应力及相应单双齿啮合区间与有限元结果相一致,相对误差较小,证明了该算法有较高的精度与稳定性,为齿廓修形齿轮承载接触分析提供一种高效便捷的新方法。 展开更多
关键词 齿轮承载接触分析 时变啮合刚度 齿廓修形 载荷分配 接触应力
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裂纹-点蚀耦合的人字齿轮行星轮系时变啮合刚度研究 被引量：1
13
作者 李悦 董皓 +2 位作者 罗永涛 张涛 任冰星 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第11期41-47,共7页
为深入研究裂纹-点蚀耦合作用对人字齿轮行星轮系时变啮合刚度的影响,提出一种具有裂纹-点蚀耦合作用影响下的人字齿轮行星轮系时变啮合刚度的计算模型,采用势能法和积分法进行求解。分别研究了内、外啮合副含裂纹-点蚀耦合故障对人字... 为深入研究裂纹-点蚀耦合作用对人字齿轮行星轮系时变啮合刚度的影响,提出一种具有裂纹-点蚀耦合作用影响下的人字齿轮行星轮系时变啮合刚度的计算模型,采用势能法和积分法进行求解。分别研究了内、外啮合副含裂纹-点蚀耦合故障对人字齿轮行星轮系的时变啮合刚度的影响。结果表明,行星轮系内、外啮合副的时变啮合刚度随着裂纹-点蚀耦合故障程度增加而减小;当裂纹影响区未超过点蚀影响区时,裂纹和点蚀故障共同影响时变啮合刚度;当裂纹影响区超过点蚀影响区时,时变啮合刚度的变化由裂纹故障主导,其值减小量最大;同时,外啮合相对内啮合对裂纹-点蚀耦合故障更敏感。研究结果为人字齿轮行星轮系的动态振动特性提供理论依据。 展开更多
关键词 裂纹 点蚀 耦合 人字齿轮行星轮系 时变啮合刚度
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基于状态/参数交替优化估计的齿轮时变啮合刚度辨识方法研究
14
作者 林苗苗 程长明 彭志科 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1707-1713,共7页
齿轮副啮合刚度是齿轮传动动力学模型中的重要参数,啮合刚度识别对于齿轮传动系统振动与噪声的分析以及状态监测具有重要意义。由于齿轮传动系统的时变啮合刚度很难用直接测量的方法得到,因此有必要发展基于数据驱动的齿轮时变啮合刚度... 齿轮副啮合刚度是齿轮传动动力学模型中的重要参数,啮合刚度识别对于齿轮传动系统振动与噪声的分析以及状态监测具有重要意义。由于齿轮传动系统的时变啮合刚度很难用直接测量的方法得到,因此有必要发展基于数据驱动的齿轮时变啮合刚度辨识方法。为了解决该难题,本文提出了一种系统状态和模型参数交替优化方法以辨识齿轮传动系统时变啮合刚度。该方法以齿轮啮合频率为基频构造傅里叶基函数库表征齿轮时变啮合刚度,并进一步提出了一种基于再生核希尔伯特空间的降噪方法来估计系统状态和模型参数。系统状态变量与时变啮合刚度在动力学模型与数据双重约束下进行交替迭代优化,实现对齿轮传动系统时变啮合刚度的辨识。齿轮传动动力学仿真和齿轮传动系统实验结果验证了所提齿轮时变啮合刚度辨识方法的有效性。 展开更多
关键词 参数辨识 齿轮传动系统 时变啮合刚度 交替优化
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计入齿轮修形的时变啮合刚度计算模型研究 被引量：4
15
作者 官鑫 董远德 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第7期57-64,共8页
针对精密齿轮的综合修形,建立了考虑耦合修形的时变啮合刚度优化分析模型(IAM)。在实际修形参数设计的基础上,推导了齿向鼓形修形和齿廓修形的齿面方程,提出了两种综合修形方法,给出了标准直齿圆柱齿轮、齿向鼓形齿轮、齿廓修形齿轮和... 针对精密齿轮的综合修形,建立了考虑耦合修形的时变啮合刚度优化分析模型(IAM)。在实际修形参数设计的基础上,推导了齿向鼓形修形和齿廓修形的齿面方程,提出了两种综合修形方法,给出了标准直齿圆柱齿轮、齿向鼓形齿轮、齿廓修形齿轮和综合修形齿轮时变啮合刚度的计算方法。该模型不需要依赖有限元法来确定相关系数,将该模型与已有模型进行了比较,并用有限元法进行了验证。结果表明,该模型在齿向鼓形修形、齿廓修形和综合修形的计算中具有较高的精度和计算效率。 展开更多
关键词 时变啮合刚度 齿轮修形 齿轮加工方法 直齿圆柱齿轮
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考虑齿面摩擦的斜齿轮副时变啮合刚度计算方法 被引量：2
16
作者 莫帅 王冬冬 +1 位作者 胡效松 刘志鹏 《中国科学院大学学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期558-565,共8页
斜齿轮由于具有传动平稳等众多优点,在高速重载场合广泛应用。斜齿轮副在啮合时,不可避免地受到摩擦力影响。因此在计算斜齿轮副的时变啮合刚度时,有必要将齿面摩擦计入其中。先通过切片法将斜齿轮切成直齿轮微元薄片,再根据能量法计算... 斜齿轮由于具有传动平稳等众多优点,在高速重载场合广泛应用。斜齿轮副在啮合时,不可避免地受到摩擦力影响。因此在计算斜齿轮副的时变啮合刚度时,有必要将齿面摩擦计入其中。先通过切片法将斜齿轮切成直齿轮微元薄片,再根据能量法计算微元薄片的啮合刚度,最后沿齿宽方向进行积分累加,获取斜齿轮副精准时变啮合刚度。研究斜齿轮副时变啮合刚度在零摩擦、定摩擦和时变摩擦作用下的变化规律,揭示时变摩擦作用下齿面粗糙度、转矩、转速、齿宽等参数对斜齿轮副时变啮合刚度的作用机理。研究结果表明:在摩擦力的作用下,斜齿轮副时变啮合刚度会发生变化;定摩擦作用下,斜齿轮副的时变啮合刚度会减小,且定摩擦因数越大,时变啮合刚度越小;时变摩擦作用下,斜齿轮副的时变啮合刚度会随齿面粗糙度增大而减小,分别随输入转矩、转速和齿宽的增大而增大。 展开更多
关键词 斜齿轮 时变摩擦 时变啮合刚度 能量法
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齿根裂纹扩展对轮齿时变啮合刚度变化关系的分析
17
作者 周新涛 张文亭 +1 位作者 吴玉文 周锦涛 《科技创新与应用》 2024年第1期1-5,共5页
针对齿根裂纹扩展与时变啮合刚度的理论值与实际值偏差较大的问题,该文基于能量法对传统的时变啮合刚度模型进行优化,以获得理论时变啮合刚度的变化规律与实际情况接近。在传统理论时变啮合刚度理论模型的基础上,考虑轮齿的Hertz接触刚... 针对齿根裂纹扩展与时变啮合刚度的理论值与实际值偏差较大的问题,该文基于能量法对传统的时变啮合刚度模型进行优化,以获得理论时变啮合刚度的变化规律与实际情况接近。在传统理论时变啮合刚度理论模型的基础上,考虑轮齿的Hertz接触刚度、径向压缩刚度、轮齿的弯曲刚度和轮齿的剪切刚度,以及轮体的柔性变形量等因素,对传统的理论刚度模型进行改进。再采用能量法计算,验证改进的理论模型对健康轮齿、齿根裂纹扩展程度和裂纹扩展角度这3种不同状态下,获得轮齿时变啮合刚度的变化规律。研究结果表明,经改进后的理论刚度模型,计算得出时变啮合刚度变化规律的一致性较好。并且,得出时变啮合刚度值的大小,随着齿根裂纹故障严重程度的增大而减小,随着齿根裂纹扩展角度增大而增大。 展开更多
关键词 齿根裂纹 时变啮合刚度 裂纹扩展程度 裂纹扩展方向 能量法
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考虑齿圈柔性的内啮合齿轮时变啮合刚度计算分析
18
作者 曹东江 常宏杰 高岚 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第6期149-159,共11页
当前大多数内齿轮啮合刚度都是基于忽略齿圈基体变形的假设计算的,文中应用Weber能量法基于精确的齿廓曲线方程建立内齿轮悬臂梁等效模型,同时基于铁木辛柯(Timoshenko)曲梁理论计算齿圈基体的变形量,并将齿圈变形耦合到齿轮啮合刚度计... 当前大多数内齿轮啮合刚度都是基于忽略齿圈基体变形的假设计算的,文中应用Weber能量法基于精确的齿廓曲线方程建立内齿轮悬臂梁等效模型,同时基于铁木辛柯(Timoshenko)曲梁理论计算齿圈基体的变形量,并将齿圈变形耦合到齿轮啮合刚度计算中。通过MATLAB GUI编程进行内啮合齿轮时变啮合刚度数值计算,分析了齿圈柔性对啮合变形的影响,研究了齿圈厚度、支撑数量及啮合力位置对啮合刚度的影响。结果表明:齿圈厚度和支撑数量的增加均有利于齿轮副啮合刚度的增大;啮合齿中线位于固定支撑点时,齿圈啮合刚度最大,在靠近支撑中间位置时,啮合刚度最小,齿圈啮合刚度对应于螺栓支撑呈周期性波动。 展开更多
关键词 内啮合齿轮 Weber能量法 时变啮合刚度 齿圈柔性 Timoshenko曲梁 精确齿廓
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施工升降机齿轮齿条时变啮合刚度规律分析
19
作者 叶挺 佟圣皓 李志国 《建筑机械》 2024年第2期75-79,共5页
齿轮齿条传动是重要的机械传动方式之一,将齿轮的回转运动转变为齿条或齿轮的直线往复运动,其啮合时产生的时变啮合刚度是齿轮齿条啮合的主要激励形式,对系统噪声与振动产生了一定的影响。本文依据施工升降机齿轮齿条模型,针对齿轮齿条... 齿轮齿条传动是重要的机械传动方式之一,将齿轮的回转运动转变为齿条或齿轮的直线往复运动,其啮合时产生的时变啮合刚度是齿轮齿条啮合的主要激励形式,对系统噪声与振动产生了一定的影响。本文依据施工升降机齿轮齿条模型,针对齿轮齿条时变啮合刚度,基于势能法与叠加法提出齿轮齿条时变啮合刚度解析计算模型,并利用有限元法验证了计算模型的正确性。同时,在解析模型的基础上,分析了齿轮齿条齿宽、啮合中心距对齿轮齿条时变啮合刚度的影响规律。结果表明,建立的解析计算方法能够准确计算齿轮齿条时变啮合刚度,为齿轮齿条传动系统动态特性分析提供了理论基础。 展开更多
关键词 施工升降机 齿轮齿条 时变啮合刚度 势能法 叠加法
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考虑裂纹故障的时变啮合刚度计算研究与分析
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作者 程俊杰 《技术与市场》 2024年第1期63-66,共4页
以传动系统中存在裂纹故障的直齿轮为研究对象,综合考虑轮齿接触、弯曲、剪切、径向压缩和弹性变形等因素,提出了一种修正裂纹直齿轮副时变啮合刚度的算法。通过简化齿轮为悬臂梁的方式,分析裂纹的长度、深度、角度等参数对直齿圆柱齿... 以传动系统中存在裂纹故障的直齿轮为研究对象,综合考虑轮齿接触、弯曲、剪切、径向压缩和弹性变形等因素,提出了一种修正裂纹直齿轮副时变啮合刚度的算法。通过简化齿轮为悬臂梁的方式,分析裂纹的长度、深度、角度等参数对直齿圆柱齿轮啮合刚度的影响,采用MATLAB编程实现了时变啮合刚度的修正计算。研究结果为直齿圆柱齿轮副裂纹失效机理提供了理论基础。 展开更多
关键词 裂纹故障 时变啮合刚度 直齿轮副 势能法
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