黄 康， 汪 涛

(合肥工业大学 机械工程学院， 合肥 230009)

齿轮作为最广泛的传动形式之一，其振动与噪声一直是国内外学者普遍关注的问题。渐开线齿轮的动力学特性已有大量研究，李润方等[1]系统的总结了渐开线齿轮系统的动力学特性。Parker等[2]建立了两自由度齿轮动力学模型，分析了齿轮在不同转动频率下的传动误差的跳跃性；Vaishya等[3]建立了一对直齿轮的动力学模型，研究了时变摩擦力对系统非线性动力学的影响；陈思雨等[4]研究了修形对齿轮动力学的特性的影响；李发家等[5]研究了高与低重合度对齿轮分叉与跳跃特性的影响；常乐浩等[6]提出了齿轮综合啮合误差的计算方法并分析了啮合误差对系统振动的影响。

微线段齿轮[7]作为一种特殊齿形的齿轮，其通过齿形设计来达到凸凹啮合，相比渐开线齿轮其承载能力、耐磨性、传动效率均有所提高[8-12]。目前，对于微线段齿轮的研究主要集中于成形原理、参数选择、强度分析等，但缺乏其动力学特性研究。而本文针对微线段齿轮的特点，利用有限单元法求解了微线段齿轮的时变啮合刚度，并通过等效啮合线法建立了微线段齿的动力学模型求解系统的稳态响应，分析对比了两种齿轮在不同转速、载荷下的动力学响应、全局幅频响应以及混沌分叉特性，为微线段齿轮的动力学设计提供了理论指导。

1 微线段齿轮参数

由微线段齿轮的成型原理可知，微线段齿轮齿形主要取决于初始压力角、压力角增量与初始基圆半径，其成型由标准微线段齿条为基准，初始压力角很小，故选取很大的基圆半径来保证较小的初始压力角。……