浅谈齿轮传动系统动态激励.doc

浅谈齿轮传动系统动态激励摘 要：齿轮是机械设备上不可或缺的重要因素，因为齿轮的好坏与 否直接关系到一整个机械设备的运行这文章主耍是以齿轮传动系统的动 态激励进行分析和阐述，希望能够给相关人员一定的借鉴关键词：动态激励；齿轮；系统1齿轮系统动力学研究概况对于齿轮动载荷很久之前就开始了探索实际上，对于齿轮动载荷体 系的探索一直可以追溯到上个世纪早期，这个过程中最主要的就是通过分 析和测试的手段來确立它的动载荷，它的理论主要是通过以啮合冲击來进 行描述、确立齿轮动态激励及动态响应的原理，使这个齿轮的体系成为一 个自由度的体系，使在冲击力下的单自由度系统发生的动态响应解释齿轮 系统的动力学行为上个世纪中期，有人提出质量模型在轮齿动载荷的计 算，这为这项具有重要意义的探索提供了一个新的目标Z后很长的一段 时间里，踊跃出了许多新的模型体系，也是在同一时期，许多人在工作的 时候根据这些体系取得了非常炫冃的成绩从上一个世纪的中后期开始到 现在，许多设计者又开始了对于各种负载的模型体系的建立工作对于齿轮动载荷在很早就开始了对它的探索和研究，而对于齿轮传动 却晚了好久，具体是在上一个世纪，在那一个时期里主要是对于动载荷的 分析以及具体的操作。

2齿轮传动系统动态激励2. 1外部激励原动力机械、负荷以及系统中很多了部件的特点可以对它整个体系产 牛外部的激励，具体指在这个整个的机械中其它的客观因素可以对它的咬 合和整个系统产生的动态激励在具体的实施过程中，导致这种现象产生 的原因特别多比如说齿轮的质量以及特性的选择不同，就可以造成一系 列的不好的现象会出现很典型的偏离中心、以及原动力机械以及负荷的 不平稳还有英他部分的物理特性，就像轴承、离合器就会出现各种不稳定 的状态对于此类要索，由于质量不均等导致的力会导致传动体系发牛耦 合现象针对偏心来讲，其导致啮合时期出现人规模的失误现象，是通过 位移的措施来开展体系的激励因为不均衡以及偏心因为失误而导致，所 以，一般把其带來的作用和内在的激励联系到一起通过分析外在的激励 要素，我们发现，该传动体系和别的体系非常的相同2.2关于体系的刚度激励内容一般来说，其实啮合的重合的儿率很少，因为在这个过程中，所有的 齿在运动的时候会随着光阴的流逝而开始了它们的变动，而不是一成不 变除了这个原因，述有就是它弹性的缘故因为在运动的过程中位置发 生了改变，它对应的硬度也会随之改变此时，弹性的啮合轮齿就相当于 沿啮合线方向的时变弹簧，相应产牛动态的轮齿啮合力。

这种因啮合综合 刚度的时变性产生动态啮合力并对齿轮传动系统进行动态激励的现象，就 是刚度激励通常斜齿轮转动的时候，也是它从点到线，再从线到点的循环状态，在它运作的时刻，它的替换并不是偶然的，也因为它的硬度是时刻不断在 转化的，所以也会有硬度的激励时变刚度激励是齿轮啮合过程中的主要激励形式之一，同时还是干扰 其传动体系安稳性，导致自激振动现象的关键要素通过分析其性质我们 发现，由于刚度激励的存在，此时体系中含有时变系数，因而齿轮传动系 统动力学问题属于参数振动的范畴，这实际上构成了齿轮传动系统动力学 最主要的屈性，产生它的基础特征，明确了其探索以及求解的措施从这 种因素来看，这种物理变化是它所有的特性共振发生的它原来的模式就 是参数在震动时的原理所谓的综合刚度，具体的说，是在综合的啮合区 域里，参加到啮合活动中的所有的轮齿的刚度特征，主要与单齿的弹性变 形、单对轮齿的综合弹性变形以及齿轮重合度有关，而且会山于啮合方位 改变等等的一些要素的改变而出现改变2. 3误差激励现在，齿的生产和具体的操作都会冇一些出现偏差的情况，尤其是在 运动的时候，它大体的轮廓和一定的位置之间就有一定的差别，所以就会 导致运动的时候发生位置改变的激励情况，一般都会把它们叫做是偏差的 激励。

一般來说，在这个体系转动的时候，我们应该从啮合偏差这个方面 下手，通常会分为两种类型的偏差，第一关于齿的距离，第二是关于齿的 形状第一是说的从想象的标准的齿的轮廓到一般齿的轮廓第二是说从 标准的齿的轮廓到现实的齿的轮廓其中造成偏差的现象确是对震动和噪 音的干扰，当干影响到运动时，就会造它的不稳定会引发震动和冲击 那么下面就跟大家谈谈会造成齿的噪音很大的齿型的偏差去了解误差激 励的原理我们所说的关于齿模型的不好的地方，就是在它的运动的范用 内，也包括在齿之间最近的一段长度之内如果说A是积极而口拥有很好 的渐近线的齿型的，A'则与A相反，是消极被动否认显示的齿型，从我们 学到的原理来说，如果A和A'按照原来的设计应该实在a点相遇，但是由 于齿型的偏差，两者并没有在设计的地方相遇，反而在设计之外的a'点相 遇，在这场运动中，它的运动的比例就发生了很大的误差,而且不利于它 运动的平稳性发生了很严重的偏差，进一步的造成了别的现象的发生， 比如说震动以及声响就是由于这种现象有明显的随着时间变化的特点， 这就是所谓的一种位置移动的激励也是造成偏差和冲击的重要因素对于啮合产生偏差，都具有非常明显的规律性。

不抛开在这个系统中 其他的偏差对它所产生的影响，就可以把它当成在一段时间内有规律的偏 差信息，这一段时间里它发生偏差的次数的比和在这个系统中其他的偏差 的次数所相呼应但是只是看一次偏差，那么就可以和所有的部件的频率 保持一•致这种偏差也能谐波谱呈现假如这个偏差用Fourie级呈现出 来，那么就可以知道更多的数据，然后就可以从容的去应付一些不好的地 方在齿轮传动系统的内部激励中，根据激励的性质通常将在载荷作用下 的刚度激励和齿轮的误差激励归为一类对于位移型的激励，人们将载荷 作用下的轮齿变形和齿轮误差两者组合起来，表示为静传递误差由于静 传递误差主耍是由受载轮齿弹性变形和齿轮制造误差引起的，因此可以将 静传递误差分解成两部分：首先是由轮齿受载弹性变形引起的部分剩下 的是因为制作失误而导致的此时，通过研究设计传递误差和制造传递误 差対齿轮啮合的动态激励，就可以了解刚度激励和误差激励2. 4啮合冲击激励在啮合的时候，因为其失误现象的存在和它受到弹性变化的干扰，会 导致其出现•些误差现象，导致齿轮在啮合的时候，它的活动点和具体的 理论点之间存在差异，导致啮入冲击现象发生当轮齿开展啮合活动并且 退出的时候，该活动点和具体的点Z间是存在差异的，此时就导致啮出反 映。

对于传动体系來讲，此类由于〃啮合合成基节误差〃引起的冲击称为啮 合过程的啮合冲击，由啮合冲击产生的冲击力也是轮齿啮合的动态激励源 之一两者在很多地方都有不一样的地方，前者是对系统的激励是在有限 的时间里所造成影响的数据，而后者则是反应系统中重耍因素在一定的时 间里变换的反应这两个重要因素都会很轻而易举的导致啮合线的具体的 方位的改变他们通过运动的速率的变化而变化从而使得啮合运动造成 很高的冲击力，以及声音等等情况就啮出来说，它和啮入之间有许多相 同的特点，按常理来说，要是齿运动过程中冇着巨大的负荷，它的表满面 一直处在两者相贴的状况，所以它的旁边的缝隙不可能让这个系统的运动 受到很大的冲击，然而在现实生活中，齿会在负荷轻的时候飞快的旋转， 由于两者之间有缝隙，它的相贴的情况也会受到影响，最后造成体系的运 动造成影响，现在唯一要解决的是对这个方面进行探索参考文献[1]孙涛，沈允文，孙智民，等•行星齿轮传动非线性动力学建模与方程[J]•机械工程学报，2002, 38 (3)： 6-10.。