许月强，张 昊

考虑偏载啮合的齿轮系统接触分析及其啮合刚度求解

许月强，张 昊

（辽宁工业大学 机械工程与自动化学院，辽宁 锦州 121001）

齿轮运转过程中发生偏载是引起齿轮转子系统异常振动的原因之一，有限元法能够较为准确地模拟齿轮偏载啮合过程，进而通过接触面应力状态分析其偏载带来的影响。为了研究偏载对于齿轮啮合接触力及其齿轮啮合刚度的影响，基于SolidWorks参数曲线方程建模，联合运用Hypermesh和AnsysWorkbench对模型有限元仿真，得到了不同偏载角度下啮合齿轮接触面应力分布及其时变啮合刚度变化曲线。结果表明，齿轮偏载作用下，接触形态随偏载角度加大更多地偏向于角接触，接触面积逐步减小；接触应力集中，接触应力最大值与均值在不同偏载状态下数值不同，整体逐渐增大；实际啮合刚度与理论啮合刚度曲线基本吻合，有限元法更贴合实际；接触刚度随偏载角度增加，整体刚度曲线升高。

齿轮偏载；有限元仿真；接触应力；时变啮合刚度

齿轮偏载表现为直接改变齿轮接触状态，接触状态变化进而导致齿轮工作性能的改变。在实际啮合过程中，总会存在因安装误差或运转失配等导致的齿轮啮合偏载。时变啮合刚度是研究齿轮接触区域应力变化必不可少的内部参数激励之一，是齿轮动力学研究的理论基础。因此研究齿轮偏载下齿轮传动动力学响应及其时变啮合刚度求解，对于转子机械具有很强的工程实际意义。……