基于势能法的两级斜齿轮系统时变啮合刚度计算与动态特性研究

发布时间：2024-06-01 03:18

　　针对多级斜齿轮动力学研究中的时变啮合刚度准确计算与其波动值定量分析等现实问题,以某电动汽车用减速器两级斜齿轮为研究对象,基于势能法计算不同螺旋角β下各级齿轮副的时变啮合刚度。首次提出由螺旋角等齿轮参数决定的参数τ,定量分析表明,当τ值越小时,时变啮合刚度波动值ΔK越小。建立包含12自由度的两级斜齿轮系统集参模型,研究不同螺旋角下系统的动态特性。结果表明,当β为15°时,系统各项动态性能均较好,此时各级齿轮副的τ和ΔK均较小,验证了通过参数τ准确预估ΔK进而预判齿轮系统动态性能的可行性与准确性。

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【部分图文】：

图1斜齿轮悬臂梁切片模型

在直齿轮的啮合过程中，由势能法可知轮齿变形势能分别由赫兹接触变形势能Uh、弯曲变形势能Ub、剪切变形势能Us、轴向变形势能Ua组成[10]。与直齿轮所不同的是，由于螺旋角的存在，斜齿轮时变啮合刚度无法利用直齿轮计算方法直接计算。但利用微分的思想，把斜齿轮沿齿宽方向切为N小段，每一....

图2齿轮基体变形几何参数

式中，Xi*分别代表系数L*、M*、P*、Q*;hfi=rf/rint;rf、rint与θf如图2中所示；Ai、Bi、Ci、Di、Ei和Fi的值在文献[11]751中已详细列出。式（5）中，L为斜齿轮时变啮合线长，斜齿轮啮合过程中，其啮合接触线长随时间不断变化。根据斜齿轮端面重合....

图3两级斜齿轮传动系统的集参模型

式中;x1、x2、θ1、θ2分别代表齿轮1、齿轮2的x向的横向振动位移以及绕轴向的扭转振动位移；rb1、rb2分别代表齿轮1、齿轮2基圆半径。沿z向的相对位移为

图4不同螺旋角下1级齿轮副时变啮合刚度

两级斜齿轮传动系统相关参数如表1所示，改变其中螺旋角的数值大小计算可得不同螺旋角下齿轮1、齿轮2(1级齿轮副）及齿轮3、齿轮4(2级齿轮副）之间的时变啮合刚度，分别如图4、图5所示。图5不同螺旋角下2级齿轮副时变啮合刚度

本文编号：3985483