基于摩擦的双圆弧圆柱齿轮传动振动特性分析

摘要

双圆弧齿轮具有承载能力强、接触强度大等优点。然而学者们在研究双圆弧齿轮在传动时的振动噪声等方面的性能时，却由于其独特的啮合特点而忽略了齿面摩擦对齿轮动态特性的影响。双圆弧圆柱齿轮传动过程中啮合特性非常复杂，齿轮啮合刚度周期性时变，齿面摩擦同样会影响齿轮的啮合刚度。因此，进行双圆弧齿轮摩擦激励啮合动力学建模，研究齿面摩擦对齿轮时变啮合刚度以及对齿轮传动振动特征的影响，具有重大的学术价值与工程意义。 本文以GB/T12759-1991型双圆弧齿轮为研究对象，基于双圆弧齿轮齿面方程运用APDL编程技术，实现了在ANSYS中的双圆弧齿轮三维实体参数化精确建模，提高了建模精度和分析效率。 之后开展对双圆弧齿轮的啮合特性分析，运用 ANSYS 对双圆弧齿轮进行静力学分析，对双圆弧齿轮的时变啮合刚度进行了分析研究，并获得考虑齿面摩擦时的双圆弧齿轮时变啮合刚度曲线，分析了摩擦系数对齿轮刚度的影响。 基于动力学理论，利用ADAMS软件建立双圆弧齿轮啮合传动模型，通过动力学分析得到齿轮在不同摩擦系数下啮合传动时的角速度以及各方向的啮合力的变化。总结了双圆弧齿轮振动特性与齿面摩擦之间的关系。 通过进行双圆弧齿轮振动测试实验。采集经过跑合与未经跑合的双圆弧齿轮三个方向的振动信号并进行分析对比，总结了在实际齿轮传动中齿面摩擦的不同使加速度信号发生的变化，从而验证了本文的仿真分析结果是可信的。

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