齿根裂纹与齿面剥落故障的振动响应机理研究

摘要

齿根裂纹与齿面剥落是齿轮系统常见的局部损伤类故障。由于故障机理研究不足,目前的齿轮故障诊断方法还无法精确辨识这两种故障。基于能量法建立了用于求解齿根裂纹及齿面剥落时变啮合刚度的解析计算模型,对比分析了两种故障对时变啮合刚度影响的不同内在机理。采用集中参数法与梁单元理论建立了齿轮系统的非线性动力学模型,通过动力学仿真分析了两种故障振动响应特征的不同之处。研究结果表明:虽然齿根裂纹与齿面剥落故障都会使系统产生周期性的振动冲击响应,但是这两种故障在一个啮合周期内产生的振动冲击响应的数量及规律存在一定差异。研究结果揭示了齿根裂纹与齿面剥落故障振动响应机理的不同之处,为这两种故障的精确诊断提供了理论基础。