【技术实现步骤摘要】
波动负载工况下直齿轮啮合刚度动态修正计算方法
本专利技术属于机械动力学
，具体涉及一种波动负载工况下直齿轮啮合刚度动态修正计算方法。
技术介绍
齿轮传动系统因其传动平稳、工作可靠、传递效率高等特点，被广泛应用于交通运输、能源动力、石油化工和机械制造等领域。齿轮传动系统的运行工况及其所承受的外部载荷复杂多变，导致齿轮传动系统的动态响应复杂多变，难以准确预测。齿轮的时变啮合刚度是齿轮系统的最重要的内部激励，建立能最真实反映齿轮实际啮合状态的时变啮合刚度计算模型，是准确预测和分析齿轮传动系统动态响应的关键。目前，针对齿轮传动系统不同内部故障下的齿轮啮合刚度计算与修正，众多专家学者基于能量法、有限元法进行了较为系统而全面的研究。所涉及的内部故障类型主要有：轮齿脱落、轮齿局部断裂、裂纹和点蚀等。Chaari等建立了轮齿脱落和轮齿局部断裂两种典型故障对时变啮合刚度的影响模型，研究表明这两种故障会造成时变啮合刚度的衰减(ChaariF,BaccarW,AbbesMS,etal.Effectofspallingortoothbreakageongearmeshstiffne...
【技术保护点】
1.波动负载工况下直齿轮啮合刚度动态修正计算方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：用能量法合成恒载工况下齿轮传动系统中传动齿轮副时变啮合刚度，计算各对齿轮副的平均啮合刚度，将平均啮合刚度代入齿轮传动系统的弯扭耦合模型，加载外部波动负载求解系统的横振和扭振响应；步骤2：分析波动负载工况下横振和扭振响应对各对传动齿轮副实际啮合状态的影响；步骤3：动态修正外部波动负载工况下直齿轮啮合刚度。
【技术特征摘要】
1.波动负载工况下直齿轮啮合刚度动态修正计算方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：用能量法合成恒载工况下齿轮传动系统中传动齿轮副时变啮合刚度，计算各对齿轮副的平均啮合刚度，将平均啮合刚度代入齿轮传动系统的弯扭耦合模型，加载外部波动负载求解系统的横振和扭振响应；步骤2：分析波动负载工况下横振和扭振响应对各对传动齿轮副实际啮合状态的影响；步骤3：动态修正外部波动负载工况下直齿轮啮合刚度。2.根据权利要求1所述的波动负载工况下直齿轮啮合刚度动态修正计算方法，其特征在于，所述的步骤1包括以下步骤：步骤1.1：用直齿轮时变啮合刚度能量法合成方法，合成传动齿轮副的单齿时变啮合刚度，由赫兹接触刚度kh、轮齿弯曲刚度kb、轮齿剪切刚度ks、轮齿轴向压缩刚度ka组成；kh,kb,ks,ka的计算公式分别为：式中，E,L,υ分别为齿轮的弹性模量、有效齿宽和泊松比；βΙΙ为齿轮基圆半齿角，对于外啮合齿轮βΙΙ＝π/2Zj+tanα0-α0,(j＝p,g)；βΙ为啮合力切向分量作用线与啮合力合力作用线之间的理论夹角，由下式确定：式中，Ωp为主动轮的平均转速；Zp,Zg分别为主动轮和从动轮的齿数；Rbp,Rbg分别为主动轮和从动轮的基圆半径；Rap,Rag分别为主动轮和从动轮的齿顶圆半径；d0为传动齿轮副的标准中心距；α0为理论压力角；步骤1.2：由传动齿轮副的单齿时变啮合刚度，根据传动齿轮副的重合度，合成恒定负载工况下传动齿轮副的综合啮合刚度，记为km；当齿轮处于单齿啮合区时，即ts∈[(l-1)Tm0,(ε0+l-2)Tm0]时，传动齿轮副综合啮合刚度km的计算公式为：当齿轮处于双齿啮合区时，即td∈[(ε0+l-2)Tm0,lTm0]时，传动齿轮副综合啮合刚度km的计算公式为：式中，下角标i＝1代表第一对啮合轮齿，i＝2代表第二对啮合轮齿；步骤1.3：计算传动齿轮副的平均啮合刚度，记为由以下公式计算获得：式中，Tm0为恒定负载工况下传动齿轮副的啮合周期；步骤1.4：建立单级齿轮传动系统的弯扭耦合模型，其中传动齿轮副同时考虑横向和扭转方向自由度，原动机和负载仅考虑扭转方向自由度，将齿轮箱箱体支撑轴承处的刚度等效作用在齿轮处；所建立的单级齿轮传动系统的弯扭耦合模型的振动微分方程为：式中，m,Id,I分别为齿轮的质量、轴惯性矩和极惯性矩；e(t)为传递误差激励；Ms,Mr分别为原动机驱动扭矩和负载扭矩；步骤1.5：根据步骤1.4中建立的单级齿轮传动系统的弯扭耦合模型，忽略传递误差激励e(t)和原动机驱动扭矩Ms的作用，仅考虑负载扭矩Mr的作用，用时域逐步积分法求解单级齿轮传动系统的振动响应，记主动轮的横振响应为xp,yp、扭振响应为θp，从动轮的横振响应为xg,yg、扭振响应为θg；假定外部负载为稳态形式...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁运博，郭宜斌，王东华，陈亚辉，李玩幽，率志君，姜晨醒，刘震，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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