裂纹对齿轮轮齿结构振动的影响

摘要

建立具有裂纹的齿轮轮齿的动力学模型 ,分析齿轮轮齿发生裂纹后轮齿结构的动力响应及动力特性 ,并对裂纹出现位置和裂纹尺寸对齿轮结构动力特性的影响进行深入探讨 ;通过分析计算和有限元数值模拟验证表明 ,裂纹发生位置对齿轮轮齿振型影响较大 ,在裂纹发生处振型发生突变 ;而裂纹大小对其振型和固有频率影响都较大 ,当裂纹出现后齿轮固有频率发生下降 ,振型也发生变化 ,随着裂纹深度的增加 ,固有频率更加下降 ,低阶下降显著 ,而高阶下降缓慢 ,振型也与无裂纹的情形完全不同。这显示出裂纹对齿轮轮齿结构振动的影响随裂纹尺寸的增加而强烈。