分度圆裂纹齿轮啮合刚度计算及啮合动态特性分析

为了探究分度圆裂纹对齿轮传动系统产生的影响,利用改进能量法计算分度圆裂纹齿轮的啮合刚度,结合动力学模型对齿轮传动系统进行了动态特性分析。首先,将齿轮的齿根圆视为悬臂梁起点,把分度圆裂纹按照其齿廓投影位置分为了3种情况;然后,利用改进能量法理论计算了不同裂纹情况下的齿轮啮合刚度;最后,在啮合刚度的基础上,建立了齿轮系统的六自由度动力学模型,分析了不同裂纹情况下的齿轮系统的动态特性。仿真结果表明:相比于正常齿轮,分度圆裂纹为2.5 mm时,齿轮的啮合刚度最多下降14.3%,传递误差最多升高12.2%,齿间啮合力最多下降3.6%,啮合摩擦力最多下降14.8%;随着裂纹长度增大,齿轮啮合刚度逐渐降低,传递误差随之增大,齿间啮合力和啮合摩擦力逐渐降低。研究结果表明:由于裂纹的影响,齿轮传动系统会受到周期性冲击。