过载断齿故障下船用斜齿轮副啮合刚度计算

摘要

柴燃并车齿轮系统常在重载、高速、冲击等复杂使役条件下运行,轮齿折断故障将严重影响舰船齿轮副啮合性能。目前多以给定断齿角度与断齿量,研究断齿故障下齿轮副啮合刚度特征,与实际断齿形式下啮合刚度存在较大偏差。为提出任意断齿角度下齿轮副啮合刚度计算方法,将断齿分为平行与不平行于接触线两种折断形式,分别推导任意断齿角度下齿轮副接触线长度计算公式,基于ISO刚度计算准则对任意断齿角度下斜齿轮副啮合刚度进行求解。研究表明:断齿平行于接触线方向时,随着断齿长度增加,啮合刚度受影响时间与强度均增加,越过断齿区域后刚度将瞬间恢复正常,断齿不平行于接触线方向时,在断齿区域内,单齿啮合刚度为零,综合啮合刚度将降低,从断齿区域进入非断齿区域过程中,齿轮单齿刚度和综合刚度将逐渐恢复正常。