考虑齿面微观形貌的磨损齿轮动态响应特性研究
孟凡善1
易文浩1
张新1
靳玉林1
王家序2
1.西南交通大学 机械工程学院,成都 6100312.重庆大学 高端装备机械传动全国重点实验室,重庆 400044
摘要：[目的]为探究齿面微观形貌对齿轮接触情况及运行状态的影响,开展各向异性三维粗糙齿面下的磨损速率及动态响应特性研究.[方法]首先,基于分形几何理论建立了各向异性三维微观粗糙齿面;其次,根据Archard理论计算微观粗糙齿面在不同转速和不同工作时长下的非均匀磨损情况,将齿面磨损深度与齿轮尺寸参数相结合,求解磨损轮齿啮合时的时变啮合刚度和时变齿隙,并将其作为齿轮传动系统动力学模型的内激励输入参数;最后,采用变步长Runge-Kutta算法求解动力学微分方程,得到齿轮传动系统的动力学响应特性.[结果]结果表明,在齿面粗糙度相同时,随着齿轮转速、工作时长的增加,齿面磨损深度和齿侧间隙逐渐增大,时变啮合刚度逐渐减小;在考虑齿面微观形貌的齿轮传动系统中,随着转速的变化,齿轮传动系统表现出丰富的动态响应特性;随着工作时长的增加,齿轮传动系统的动态传递误差增大,系统整体动态响应由周期运动状态趋向于混沌运动状态,进而表现为混沌振动,这将不利于系统的平稳运行;对于处于混沌运动状态的磨损齿轮,改变转矩或转速后,齿轮传动系统由混沌运动状态转变为较为稳定的周期运动状态.
关键词：三维粗糙齿面磨损时变啮合刚度齿侧间隙动态响应特性
分类号：TH132.413(机械零件及传动装置)
资助基金：国家自然科学基金(52075456)国家自然科学基金(52175122)国家自然科学基金(12102084)四川省自然科学基金面上项目(2023NSFSC0362)四川省自然科学基金面上项目(2023NSFSC0371)中国博士后科学基金面上项目(2023M732917)四川省博士后创新人才支持项目(BX202214)
论文发表日期：2026-03-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 142-153 )
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