许礼进 陈青

(埃夫特智能装备股份有限公司，安徽芜湖, 241060)

0 引言

齿轮传动因其瞬时传动比恒定，故具有传递功率范围广、效率高、寿命长等优点，已被广泛应用于传动机构中[1]。时变啮合刚度作为渐开线直齿轮副传动过程中主要的动态激励源，是齿轮系统动力学特征的重要基础参数[2]。但在齿轮副传动过程中，轮齿由于受到疲劳磨损和热应力载荷作用，伴随冷焊现象的产生，常常出现齿面点蚀和剥落缺陷，对齿轮副时变啮合刚度影响较大，严重时会导致齿轮副传动失效[3]。

国外众多学者对直齿轮副齿面点蚀剥落故障研究较多，且分别讨论了矩形剥落、圆形剥落、V字形剥落和椭圆形剥落对齿轮副时变啮合刚度影响[4-6]。相比而言，国内对剥落故障研究较少，且所采用的剥落区域大都是沿齿轮轴向中心面对称。对于齿面剥落故障，在工程实际中，由于齿轮副和传动轴的安装误差，导致齿轮在传动过程中发生轴向和径向振动，并且在齿轮啮合热应力作用下，发生非对称性的点蚀剥落[7]。对于齿轮副齿面摩擦的研究，Saxena[8]等人研究了定摩擦因数对直齿轮时变啮合刚度的影响规律，并且将齿轮简化为基圆加悬臂梁模型，研究了齿面摩擦作用下直齿轮副的时变啮合刚度特征；杨勇[9]等人建立了计及齿面摩擦因数的直齿轮啮合刚度计算模型，分析了不同摩擦因数下齿轮时变啮合刚度特征。综上所述，现有的研究大都是考虑单一因素对啮合刚度影响，而且对于齿面摩擦，大部分采用定摩擦因数，忽略了齿面摩擦因数的时变特性，而且将齿面摩擦和齿面剥落故障综合考虑的研究较少。……