考虑动载荷与动态磨损系数的直齿轮传动系统动态磨损特性

为揭示齿轮传动系统齿面动态磨损特性,通过Weber–Banaschek公式计算获取啮合齿轮对的时变啮合刚度,基于此建立包含非线性齿侧间隙和内部误差激励的齿轮传动系统运动学方程,计算获得系统轮齿啮合时载荷沿啮合线的动态变化规律。根据齿面粗糙度和当前啮合点最小油膜厚度,建立齿面动态磨损系数的表达式。以轮齿的起始啮合点和最终啮合为区间,将渐开线齿廓进行离散化处理,建立离散化的齿面动态磨损模型并对其进行特定参数下的仿真计算。研究结果表明:由于动载荷、动态磨损系数和滑移速度等参数的影响,主从动齿轮齿面累积磨损量沿渐开线齿廓呈现非均匀分布,节点处最小,齿顶处最大;小齿轮的齿面磨损程度比大齿轮更严重;当传动比和模数变化时,齿面累积磨损量均存在变化趋势明显的敏感区域。

考虑齿廓修形直齿轮传动系统动态响应数值分析

计算不同修形量下直齿轮时变啮合刚度及静态传递误差等参数,建立单级齿轮副动力学模型,分析齿轮系统在不同修形量下动态响应特性。研究发现,采用变增量逼近的方法能很好的求取非标准渐开线齿轮啮合过程中啮合点的位置。动态传递误差频谱中包含刚度激励的谐波成分和齿轮系统本身的固有频率成分,当两频率成分发生重合时,齿轮系统会发生动态传递误差振幅随时间变化越来越大的情况,应当极力避免。

直齿圆柱齿轮传动系统振动的动力学模型

通过对由齿轮、轴与轴承所组成的齿轮传动系统中弯曲振动、扭转振动和横向振动问题的分析，并考虑到齿轮质量偏心和轮齿啮合摩擦力对系统振动的影响，应用拉格朗日方程，建立了一对渐开线直齿轮传动系统振动的数学模型。得到了15自由度的时变系数振动微分方程组，为系统的振动分析奠定了基础。并给出一特定传动条件下的动态响应数值计算结果。

直齿锥齿轮系统动态特性参数解域界结构

为研究含间隙直齿锥齿轮系统的幅值跳跃、齿面冲击特性,用谐波平衡法建立系统动力学方程。在频率与间隙、时变刚度、静态综合误差和负载构建的参数平面内用Broyden拟牛顿法和伪弧长延续算法获得系统参数解域界结构,探索系统幅值跳跃、多值解和啮合冲击特性对参数的敏感性。结果表明在系统啮频和轴频主共振区均出现幅值跳跃和多值解现象,在啮频处动态特性更为复杂丰富。小间隙下存在严重的齿面冲击现象,当间隙b>0.98时系统的跳跃与齿面冲击均趋于稳定,系统动态特性对时变啮合刚度不敏感,在高速轻载、较大齿面误差激励下系统的非线性跳跃和齿面冲击均加剧。参数解域界结构为锥齿轮结构设计提供数据支持。

间隙-频率参数平面内单级直齿轮系统动力特性综合分析

为揭示含间隙的齿轮系统分岔、啮合冲击、脱啮和动载系数间的耦合关系,在间隙与频率参数平面内以单级齿轮系统的动力学模型为研究对象,用CPNF法求解其周期/冲击、脱啮占空比、齿背啮合比、动载系数伪彩图。研究表明:间隙和频率耦合下系统表现出复杂的综合动力特性,随频率和间隙变化系统经倍化、Hopf、激变、擦切、鞍结分岔由周期运动通向混沌;分岔和啮合冲击突变导致脱啮占空比、齿背啮合比、动载系数阶跃性增大;在系统共振频率和小间隙范围内因混沌、拟周期运动和双边冲击的影响其脱啮、齿背接触、动载系数达到极值。

直齿锥齿轮分岔脱啮特性参数解域界结构

为研究含间隙直齿锥齿轮系统周期运动与齿面冲击、脱啮、动载间的耦合转迁关系,基于胞映射原理构建了时变啮合刚度和频率比双参平面,采用改进的CPNF(continuous-Poincaré-Newton-Floquet)法求解了系统胞元的周期、冲击、脱啮、动载特性解域界结构.仿真结果表明,在双参解域界内系统存在鞍结、Hopf、倍化、激变及周期3等分岔方式和3种齿面冲击共存现象,随时变啮合刚度系数递增其冲击和混沌现象加剧.齿面脱啮、齿背接触及动载系数受齿面冲击和周期分岔的影响而发生突变,在同一界域内随频率比增加而降低,随刚度系数增加而加剧.