基于势能法的微线段齿轮啮合刚度模型研究

基于势能法建立了微线段齿轮啮合刚度计算模型。通过与有限元分析(FEA)方法的对比,证明了势能法与有限元方法趋势吻合,验证了此模型的正确性;且结果表明,势能法计算可精确到微线段齿轮的设计精度,避免了有限元方法计算中各类网格参数设置的繁琐过程及其引起的精度误差。本文利用该模型对微线段齿轮单齿和一对齿轮啮合刚度进行了计算,研究了微线段齿轮的单齿及综合啮合刚度。结果表明:微线段齿轮由于其压力角从齿顶到齿根先增大后减小,单齿刚度在轮齿节圆处出现最小值;靠近齿根处的刚度值增大较快;综合啮合刚度分析结果与有限元分析结果趋势吻合,证明了该方法的正确性。该模型为微线段齿轮刚度计算提供了一种更简便的理论计算方法,也为微线段齿轮动力学方面的研究提供了一定条件。