基于Johnson接触模型的内啮合直齿轮系统多状态啮合动力学建模与分析

作     者：马晓婧 石建飞 张天临 党兴武 张力 MA Xiaojing;SHI Jianfei;ZHANG Tianlin;DANG Xingwu;ZHANG Li

作者机构：兰州理工大学机电工程学院兰州730050 兰州兰石石油装备工程股份有限公司兰州730000 

基　　金：国家自然科学青年基金(12102159) 甘肃省青年科技计划(21JR7RA266) 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第18期

页      码：54-62页

摘      要：准确解释齿侧间隙诱发的轮齿脱啮或齿背啮合可为齿轮结构优化设计提供理论指导。基于Johnson接触力模型,构建及时变齿侧间隙和啮合过程中能量耗散的渐开线内啮合直齿轮传动系统动态啮合力计算模型;根据内啮合直齿轮啮合原理和轮齿受力情况,对其啮合过程进行动作分解,建立时变齿侧间隙下具有5种啮合状态的渐开线内啮合直齿轮系统非线性动力学模型;构造5种不同的Poincaré映射,明晰5状态啮合行为特征;通过相图与动态啮合力时间历程图揭示系统多状态啮合行为的产生机理。结果表明,随着啮合频率逐渐增大,系统出现单双齿齿面啮合,动态啮合力在方向上的突变导致轮齿脱离与单双齿齿背啮合,引起轮齿间的冲击振动行为,当啮合频率较大时,系统即使表现出稳定的啮合状态,但仍然发生单双齿脱啮。以往的内啮合齿轮系统动力学模型无法揭示其多状态啮合特性,该文针对多状态啮合行为对内啮合齿轮传动周期内非线性振动特性进行分析。

主 题 词：内啮合直齿轮 多状态啮合 动态啮合力 非线性振动 

学科分类：08[工学] 0807[工学-电子信息类] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.13465/j.cnki.jvs.2023.18.007

馆 藏 号：203124008...