含裂纹故障的斜齿轮副动态特性分析  

Dynamic Characteristics Analysis of Helical Gear Pairs with Crack Faults

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作  者:闫春爱 邓恩喜 韩新光 YAN Chunai;DENG Enxi;HAN Xinguang(School of Intelligent Manufacturing,Wuchang Institute of Technology,Wuhan 430065,China;Hubei Engineering Technology Research Center for Intelligent Agricultural Machinery,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China)

机构地区:[1]武昌工学院智能制造学院,武汉430065 [2]湖北工业大学湖北省农机装备智能化工程技术研究中心,武汉430068

出  处:《机械工程师》2024年第12期5-11,共7页Mechanical Engineer

基  金:武昌工学院校级科学研究项目(2022KY03);现代制造质量工程湖北省重点实验室开放课题(KFJJ-2022013);湖北省重点研发计划项目(2020BBB063)。

摘  要:建立考虑赫兹能、弯曲能、剪切能及轴向压缩能的裂纹故障齿轮副单自由度动力学模型,将势能法和切片法结合,揭示不同裂纹故障形式下的斜齿轮副啮合刚度的变化规律,采用Runge-Kutta法探讨了不同传动工况和不同故障形式对斜齿轮副动态特性的影响。结果表明,斜齿轮副的啮合刚度随着故障裂纹长度增加而减小,并且相对于齿面,齿根处的裂纹故障对于啮合刚度的影响更加显著。裂纹故障会导致系统中的振动位移、振动速度出现周期性冲击现象,频域响应中出现调频边带。研究结果可为齿轮系统裂纹故障的识别提供理论依据。The single degree of freedom dynamic model of crack fault gear pair is established considering Hertz energy,bending energy,shear energy and axial compression energy.The potential energy method and slice method are combined to reveal the variation law of meshing stiffness of helical gear pair under different crack fault forms.The Runge Kutta method is used to explore the influence of different transmission conditions and fault forms on the dynamic characteristics of helical gear pair.The results indicate that the meshing stiffness of helical gear pairs decreases with the increase of fault crack length,and the impact of crack failure at the tooth root on the meshing stiffness is more significant compared to the tooth surface.Cracking faults can lead to periodic shock phenomena in the vibration displacement and velocity of the system,and frequency modulated sidebands appear in the frequency domain response.The research results can provide a theoretical basis for identifying crack faults in gear systems.

关 键 词:裂纹故障 啮合刚度 周期性 频域响应 

分 类 号:TH132.4[机械工程—机械制造及自动化]

 

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