熱變形及摩擦對(duì)變速器齒輪傳動(dòng)特性的影響分析.pdf

1、變速箱齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中，由于摩擦、齒側(cè)間隙和時(shí)變嚙合剛度等非線(xiàn)性因素的存在，齒輪系統(tǒng)表現(xiàn)出復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特征，從而對(duì)變速箱的工作性能產(chǎn)生很大影響，而且由于變速箱齒輪經(jīng)常處于高轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷狀態(tài)，其產(chǎn)生的熱量不容忽視，熱變形會(huì)導(dǎo)致齒輪的動(dòng)力學(xué)特性也發(fā)生改變。本文基于齒輪非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)基本理論，對(duì)考慮摩擦和熱變形的直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了建模分析。
　　在分析齒輪嚙合過(guò)程的基礎(chǔ)上，對(duì)齒面摩擦形成的機(jī)理進(jìn)行了研究，推導(dǎo)得到了嚙合過(guò)程中摩擦力的

2、表達(dá)式，利用集中質(zhì)量法建立起計(jì)及摩擦、齒側(cè)間隙、時(shí)變嚙合剛度和齒輪重合度的直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并基于機(jī)械熱變形基本理論研究了溫度效應(yīng)對(duì)于齒輪嚙合過(guò)程的影響，將溫度效應(yīng)考慮進(jìn)齒輪動(dòng)力學(xué)模型中，建立起計(jì)入溫度效應(yīng)的直齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。應(yīng)用四五階變步長(zhǎng)龍格庫(kù)塔方法對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行數(shù)值求解，通過(guò)時(shí)間歷程圖、頻譜圖、Poincare截面圖、相圖和輪齒間動(dòng)態(tài)作用力圖來(lái)分析系統(tǒng)的傳遞誤差和運(yùn)動(dòng)形態(tài)隨系統(tǒng)參數(shù)的變化規(guī)律。分析結(jié)果表明:轉(zhuǎn)矩

3、波動(dòng)頻率和齒側(cè)間隙對(duì)系統(tǒng)傳動(dòng)精度影響很大，摩擦因數(shù)和溫度在外激勵(lì)頻率比較高時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響才表現(xiàn)的比較明顯。
　　將系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析與工程實(shí)踐中所關(guān)心的敲擊振動(dòng)和傳動(dòng)效率聯(lián)系起來(lái)，引入敲擊振動(dòng)指標(biāo)和摩擦功耗，分析其隨系統(tǒng)參數(shù)的變化規(guī)律，并研究各個(gè)參數(shù)之間的耦合關(guān)系。分析結(jié)果表明:摩擦因數(shù)、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)頻率對(duì)于敲擊振動(dòng)和摩擦功耗都有影響，齒側(cè)間隙對(duì)于敲擊振動(dòng)和摩擦功耗的影響根據(jù)摩擦因數(shù)的取值不同而不同，溫度對(duì)于敲擊振動(dòng)有影響，然而對(duì)于摩