基于边缘接触时变刚度的轮齿表面剥落动力学模型与响应特征

轮齿表面剥落的动态响应特征是诊断齿轮早期故障的重要信息。但是,由于轮齿表面剥落部位啮合变形的复杂性和响应信号强耦合,导致诊断齿轮早期故障困难。为了解明轮齿表面剥落部位啮合引起的响应特征机理,建立了基于边缘接触时变刚度的轮齿表面剥落动力学模型,提出了轮齿表面剥落缺陷的时变刚度算法,分析了边缘接触对时变刚度激励及齿轮系统动态响应,研究了齿面剥落齿在啮出剥落边界时的边缘接触力突变及齿轮系统动态响应特性,获得了齿面剥落的时域和频域响应信号。同时,开展了齿面剥落缺陷动态响应特征的实验研究,验证了提出的理论模型的正确性。仿真与台架实验结果表明,新的模型能够准确计算齿面剥落对啮合刚度、动态响应特性的影响,可为齿轮系统状态检测提供重要参考价值。

基于切片能量法的齿轮表面剥落动力学建模仿真研究

在线监测齿轮系统振动信号特性是诊断变速箱齿轮剥落缺陷的有效手段,然而,建立准确的轮齿表面剥落缺陷扩展与振动信号特性之间的关系,一直是悬而未解的难题。文章建立解析模型来分析剥落缺陷扩展对于啮合刚度的影响,分析剥落缺陷在长度、宽度、深度三个方向的扩展对于时变啮合刚度的影响;同时分析了齿对啮合时由于剥落导致的轮齿非线性位移激励因素。建立的新模型可预测变速箱存在剥落缺陷的齿对啮合刚度、动态响应信号的特性。