含齿根裂纹故障的平行轴齿轮箱动力学特性研究

作者：任学平,武海锋 日期：2020-10-20/span> 浏览：1353 查看PDF文档

含齿根裂纹故障的平行轴齿轮箱动力学特性研究*
任学平,武海锋
(内蒙古科技大学 机械工程学院,内蒙古 包头 014010)

摘要:针对平行轴齿轮箱中齿轮裂纹故障问题,从动力学角度出发,对齿轮啮合刚度、扭振模型、刚柔耦合模型、齿轮啮合力、箱体输入轴节点角加速度及对应频谱等方面进行了研究。对带有齿根裂纹的齿轮箱的扭振与动力学进行了联合仿真,提出了一种基于Bartelmus的扭转振动模型,以及刚柔耦合动力学的分析方法;利用ADAMS、ANSYS建立了以箱体和带齿根裂纹的齿轮为主要研究对象的齿轮箱刚柔耦合模型;通过仿真得到了健康和齿根裂纹故障的轮齿啮合力和角加速度响应曲线,提取了箱体输入轴端节点1 s内垂直方向的加速度信号,将其导入传动系统动力学方程中,计算得到了目标齿轮的垂直方向加速度频谱,并通过实验进行了验证。研究结果表明:该方法能很好地模拟现实齿根裂纹存在齿轮箱体输入轴端的加速度时域频域响应,对齿轮齿根裂纹故障的动力学响应准确、可靠性高。
关键词:齿根裂纹;啮合刚度;啮合力;角加速度;刚柔耦合;频谱分析
中图分类号:TH132.46;TH113     文献标识码:A          文章编号:1001-4551(2020)08-0861-07

本文引用格式:
任学平,武海锋.含齿根裂纹故障的平行轴齿轮箱动力学特性研究［J］.机电工程,2020,37(8):861-867.
REN Xue-ping, WU Hai-feng. Dynamic characteristics of parallel shaft gearbox with tooth root crack failure［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2020,37(8):861-867.《机电工程》杂志:http://www.meem.com.cn