溥 江，赵 鑫，张秀华，

(1.贵州民族大学机械电子工程学院，贵阳 550025；2.贵州大学机械工程学院，贵阳 550025 )

0 引言

齿轮是机械设备中最重要的部件之一，通过齿面接触传递动力，其传动性能取决于齿面接触状况。由于恶劣的工作环境、较高的工作负载、长时间的运转，齿轮易出现点蚀等失效模式。齿轮表面的损坏会降低时变啮合刚度(time-varying mesh stiffness,TVMS)，因此齿轮齿面点蚀的严重与否可以通过TVMS的减小量来衡量。

上述大部分研究都是将点蚀作为规则形状进行的，这并不能客观体现真实点蚀对时变啮合刚度带来的影响。本文提出一种基于矩阵模拟点蚀发生与扩展的方法，将模拟点蚀与真实发生点蚀形状相对应，应用改进势能法分析了点蚀扩展对TVMS的影响，为后续继续研究点蚀变化规律提供一种手段。

1 三类实际齿面点蚀与点蚀模拟方法

1.1 三类实际点蚀齿面

齿轮由于表面材料的去除导致啮合时有效接触面积减小，从而使啮合刚度发生减小，啮合刚度的变化是冲击与动载荷产生的原因。齿轮点蚀由于形成原因不同，其形状、位置、深度也不尽相同。而大部分学者在研究齿轮点蚀时将点蚀形状模拟为规则图形，圆形、矩形、椭圆形、V形等。然而规则的形状只能模拟特定的情况，不能代表所有点蚀，应用规则形状来模拟点蚀虽然会使计算变得简单，但可能会导致较大的计算误差。

图1为几种齿面点蚀，图1a为规则形状椭圆形点蚀。图1b为不规则形状点蚀，图1c[11]为节线附近……