面齿轮传动系统点蚀故障动态响应分析

Dynamic response analysis of face-gear transmission system under tooth surface pitting

为揭示面齿轮传动系统在齿面点蚀条件下的动态特性,提出了基于面齿轮理论齿面的点蚀齿面表达方法,建立点蚀面齿轮有限元模型,采用有限元法计算面齿轮副啮合刚度,研究了点蚀面积对啮合刚度的影响规律。建立面齿轮传动系统动力学模型,从时域、频域及时频域角度分析了不同点蚀面积下传动系统的动态响应。结果表明:齿轮副啮合刚度随点蚀面积增大而减小,当多个轮齿出现点蚀,啮合刚度降低速率增大;圆柱齿轮加速度响应有明显的周期性冲击现象,故障振动信号的频谱中出现了以啮合频率为中心的调制边频带,通过时频谱推导出含点蚀轮齿的位置范围,信号的脉冲因子及裕度因子的增长速率较大,对点蚀故障敏感;研究结果为含早期微小点蚀面齿轮传动系统的故障诊断提供理论依据。