齿轮扭转啮合刚度的研究博士论文pdf文档

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齿轮扭转啮合刚度的研究博士论文
1.i.2课题意义
动力传动过程中，齿轮是最主要的零件。高速、重载、低噪、高可靠性是现代
齿轮的发展方向，这对于齿轮传动特性提出了更高的要求。在齿轮使用过程中往
往产生许多故障，然而产生故障的因素是多方面的，其中齿根裂纹又是齿轮故障
中最常见的。当齿轮传动系统中的主要元件齿轮产生损伤失效时，将会直接影响
到它的工作可靠性，严重时(如出现危险性的裂纹时)将直接威胁到它的安全性，
甚至会导致灾难的事故发生。因此对齿轮系统及其元件的损伤动力分析及其监测
与诊断成为-项十分重要的研究工作。
载荷传动误差是引起齿轮噪声和振动的主要原因之-.理想渐开线轮廓的齿
轮，在没有载荷扭矩情况下啮合传动时，理论上是零传动误差的。但是，当齿轮
传动载荷扭矩时，在啮合过程中，由于轮齿的变形，每个齿轮的扭转刚度发生变
太原理T大学硕士研究生学位论文
化，引起旋转角度的变化。虽然角度的变化是很小的，但是这个角度的变化产生
了齿轮的传动误差。由此可见，考虑齿轮的传动误差，首先要计算齿轮啮合过程
中扭转刚度。如果啮合扭转刚度是恒值时，对传递误差变化的影响不是很大，然
而整个啮合过程中啮合扭转刚度是变化地，其变化规律：当轮齿啮合个数由两个
到-个，再由-个到两个，其扭转啮合刚度先减小再增加。因为扭转刚度的变化
产生加速度变化，使传递误差产生波动。当齿轮产生裂纹时，其扭转啮合刚度将
发生改变。经过有裂纹和无裂纹齿轮的啮合刚度的比较，可以知道裂纹的存在致
使齿轮的扭转啮合刚度下降，导致啮合传递误差加大，传动的加速度变化加大，
齿轮传动的噪声和振动加大，最终齿轮遭到破坏而不能使用。
齿轮的扭转刚度模型的研究可以用来确定啮合传递误差和检测齿轮故障，对
于研究和解决齿轮传动的噪声和振动以及故障诊断有很积极的意义。随着计算技
术和计算机的迅速发展与广泛应用，为齿轮扭转啮合刚度有限元分析提供了强有
力的工具。