考虑冲击与齿根应力的齿轮接触稳定性分析

为研究齿轮冲击、运行工况等因素对齿根应力及齿轮接触稳定性的影响,阐明各因素间关联关系,应用能量守恒定理计算了变工况下齿轮啮合冲击力,并用修正后的齿根应力计算法对不同转矩下齿根应力进行计算。并以一对机匣齿轮为例,应用有限元法建立真实工况下齿轮动态啮合模型,计算齿轮动态接触力,与理论值进行对比,验证其合理性。随后分别分析不同工况对齿轮啮合冲击力、齿根应力与接触稳定性的影响,最后综合分析了转速、转矩、啮合冲击力、齿根应力之间关联关系,阐明了齿轮接触稳定性随工况变化的规律,为齿轮系统最佳工况选取及接触稳定性优化提供参考。分析结果表明:转矩变化会引起接触力、齿根应力与啮合冲击共同变化,其对接触稳定性的影响大于转速。

受载齿轮副啮入冲击激励计算方法

针对目前理论不能准确计算受载齿轮啮入冲击时间的问题,提出一种基于圆柱碰撞理论与接触动力学理论的受载齿轮副啮入冲击激励计算方法,准确计算受载齿轮啮入冲击时间与冲击力。建立受载变形下的渐开线齿轮啮入冲击数学模型,应用反转法计算出线外啮合点的精确位置,基于圆柱碰撞理论求得齿对啮入冲击力。同时在所建立的啮入冲击数学模型上,准确计算冲击时间,并与现有计算方法进行对比分析。而后根据齿轮运行真实工况,对航空机匣齿轮副进行动态接触有限元分析,提取冲击时间与冲击力,并与理论进行对比。结果表明:计算模型的啮入冲击时间误差在15%以内,最大啮入冲击力误差小于10%,故该冲击激励计算方法能对冲击时间与最大啮入冲击力进行准确快速求解。