齒輪熱變形對(duì)其振動(dòng)特性的影響研究.pdf

1、漸開線作為最常用的齒廓曲線,由于它本身的特點(diǎn),使齒輪副在嚙合點(diǎn)處存在相對(duì)滑動(dòng),產(chǎn)生的摩擦熱會(huì)造成齒面溫度的升高及熱變形,影響齒輪副的傳動(dòng)性能。隨著對(duì)齒輪傳動(dòng)精度要求的提高,這個(gè)問題引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前的研究可基本分為溫度場(chǎng)的計(jì)算與熱變形研究這兩個(gè)方向,而將齒輪熱變形與齒輪副振動(dòng)特征相聯(lián)系的研究卻很少。針對(duì)這一問題,本文將齒輪熱變形和齒輪動(dòng)力分析結(jié)合起來,在對(duì)齒廓熱變形偏差進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)上,分析了齒輪副在齒廓熱變形條件下的振動(dòng)

2、特征變化規(guī)律。具體研究內(nèi)容如下:
　　首先,建立了齒輪的ANSYS參數(shù)化模型,并用有限元法對(duì)齒輪穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的分布進(jìn)行了計(jì)算,得出了穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的基本特征:最高溫度分布在嚙合面中心區(qū)域,且分布于較淺的熱表層,其余部位溫度分布較為平均;轉(zhuǎn)速等外界因素對(duì)最高溫度值有較大影響,但對(duì)于分布情況影響很小。
　　其次,根據(jù)平均節(jié)點(diǎn)溫度及齒輪溫度場(chǎng)的分布情況采用均勻溫度場(chǎng)模型對(duì)漸開線齒廓的熱變形進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)齒廓總偏差、齒廓傾斜偏差

3、、齒廓形狀偏差的變化量給出了具體的計(jì)算公式,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。由此得出了漸開線齒廓的熱變形特性:沿齒根到齒頂,齒體呈現(xiàn)出偏向體外的傾斜正偏差。
　　最后,利用集中參數(shù)法建立了齒輪副的非線性振動(dòng)方程,將熱變形引起的齒廓總偏差作為非線性模型中的誤差激勵(lì)進(jìn)行計(jì)算,得出了熱變形齒廓總偏差對(duì)齒輪副振動(dòng)特性的影響:在外界激勵(lì)不變的情況下,隨著熱變形偏差的增大,速度與加速度響應(yīng)呈幅值增大的趨勢(shì),整體振動(dòng)響應(yīng)從簡諧響應(yīng)向亞諧響應(yīng)轉(zhuǎn)變,但最終并未出