载荷变化时准双曲面齿轮副啮合参数演变分析
2021-11-10王笑乐卢剑伟杨士钦谷先广
振动与冲击 2021年20期
关键词:变形
王笑乐,卢剑伟,杨士钦,谷先广
(1.安徽农业大学 工学院,合肥 230036;2.合肥工业大学 汽车与交通工程学院,合肥 230009;3.江淮汽车有限公司技术中心,合肥 230601)
掌握准双曲面齿轮副承载工况下的时变啮合参数是构建动力学模型时准确描述内部激励的重要前提[1-2],也是评价其动态啮合特性的主要依据[3-5]。准双曲面齿轮相比圆柱齿轮具有更为复杂的齿面形貌和几何特征,难以采用如石川公式[6]、Weber能量法[7]等解析方法[8]计算轮齿应力应变,利用光弹性法[9]等试验测量目前也存在较大困难,有限元法是现阶段测算其承载啮合参数的主要技术手段。
国外有学者基于有限元法提出了螺旋锥齿轮啮合刚度的计算方法[10],得到了沿齿高和齿长方向的位移曲线,未获得啮合刚度曲线。有学者将曲面积分与有限元法相结合对准双曲面齿轮进行加载接触分析[11],得到其时变啮合参数,但是该方法中齿面接触区系人工设定,计算精度受接触区大小的影响。国内有学者基于有限元法计算了螺旋锥齿轮副单齿啮合刚度[12],并线性叠加而得到多齿啮合刚度。由于螺旋锥齿轮齿面法向力方向具有时变特征,根据单齿刚度叠加计算多齿啮合刚度的准确度还需进一步验证。有学者基于有限元法结合中心差分法计算了准双曲面齿轮副等效啮合点位置、切线啮合刚度、等效啮合力[13],不同工况下的传动误差及啮合刚度完整曲线未能给出。有学者计算准双曲面齿轮副无载、承载工况下的角传动误差来计算啮合刚度[14],由于轮齿变形方向与齿轮旋转方向存在一定夹角,根据角传动误差计算啮合点变形量时存在一定近似。……
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