偏心误差影响下齿轮副啮合行为及振动响应

易园园; 轩亮; 谭昕; 孟丽君; 葛帅帅

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2022.08.022

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

偏心误差影响下齿轮副啮合行为及振动响应

试验分析 | 更新时间：2022-09-23

- 偏心误差影响下齿轮副啮合行为及振动响应
- Meshing Behavior and Vibration Response of a Gear Pair Involving Eccentricity Errors
- 机械传动 2022年46卷第8期页码：139-145
- 作者机构：
  
  1.江汉大学智能制造学院，湖北武汉 430056
  2.重庆理工大学车辆工程学院，重庆 400054
- 作者简介：
  
  易园园（1989— ），男，湖北郧县人，博士，讲师；研究方向为机械系统动力学与信息学。
- 基金信息：
  
  江汉大学科研启动基金项目(1029-06050001┫湖北省自然科学基金青年项目┣2020CFB456)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2022.08.022
  中图分类号：
扫描看全文
易园园,轩亮,谭昕等.偏心误差影响下齿轮副啮合行为及振动响应[J].机械传动,2022,46(08):139-145.

Yi Yuanyuan,Xuan Liang,Tan Xin,et al.Meshing Behavior and Vibration Response of a Gear Pair Involving Eccentricity Errors[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(08):139-145.
易园园,轩亮,谭昕等.偏心误差影响下齿轮副啮合行为及振动响应[J].机械传动,2022,46(08):139-145. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.08.022.

Yi Yuanyuan,Xuan Liang,Tan Xin,et al.Meshing Behavior and Vibration Response of a Gear Pair Involving Eccentricity Errors[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(08):139-145. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.08.022.

摘要

为探究偏心误差对齿轮传动动态特性的影响规律，采用Adams动力学软件建立了含偏心误差激励的直齿圆柱齿轮副6自由度弯扭耦合振动模型，代入理论计算的平均啮合刚度和轴承支撑刚度，采用GSTIFF积分法求解获得了表征系统啮合行为及动态响应的数值解。分析表明，受偏心误差影响，齿轮副中心距、啮合角、重合度、齿侧间隙、传递误差、传动比等啮合相关参数均表现出动态时变特征，使齿轮系统振动和动载荷幅值增大，且呈现调制特征，在啮合频率附近出现一系列与偏心误差相关的边频带；此外，偏心误差的存在改变了系统的振动状态，使系统由理想条件下的单周期响应转变为拟周期响应。

Abstract

To explore the influence of eccentricity errors on the dynamic characteristics of gear transmissions，a six-degree-of-freedom bending-torsional coupling vibration model of a spur gear pair with eccentricity error excitations is established by using the dynamics software Adams. The gear meshing stiffness and bearing support stiffness are theoretically calculated，and the numerical solution characterizing the meshing behavior and dynamic response of the system is obtained by GSTIFF integration method. The results show that the meshing related parameters such as gear pair center distance，meshing angle，contact ratio，backlash，transmission error and transmission ratio show time-varying characteristics under the influence of eccentricity errors，which increases the amplitude of vibration and dynamic loads of the gear system. And the modulation phenomenon appears with a series of sidebands related to eccentricity errors appearing near the meshing frequency. In addition，the existence of eccentricity errors changes the system vibration status，and makes the system vibration alter from single periodic response to quasi periodic response.

关键词

齿轮传动偏心误差啮合行为非线性振动

Keywords

Gear transmissionEccentricity errorsMeshing behaviorNonlinear vibration

references

石照耀，康焱，林家春.基于齿轮副整体误差的齿轮动力学模型及其动态特性［J］.机械工程学报，2010，46（17）：55-61.

SHI Zhaoyao，KANG Yan，LIN Jiachun.Comprehensive dynamics model and dynamic response analysis of a spur gear pair based on gear pair integrated error［J］.Journal of Mechanical Engineering，2010，46（17）：55-61.

朱增宝，朱如鹏，李应生，等.安装误差对封闭差动人字齿轮传动系统动态均载特性的影响［J］.机械工程学报，2012，48（3）：16-24.

ZHU Zengbao，ZHU Rupeng，LI Yingsheng，et al.Impact of installation error on dynamics load sharing characteristic for encased differential herringbone train［J］.Journal of Mechanical Engineering，2012，48（3）：16-24.

李朝峰，周世华，刘文明，等.齿轮-转子-滚动轴承传动系统的弯扭耦合振动［J］.航空动力学报，2014，29（7）：1543-1555.

LI Chaofeng，ZHOU Shihua，LIU Wenming，et al.Vibration of bending-torsion coupling gear-rotor-rolling bearing transmission system［J］.Journal of Aerospace Power，2014，29（7）：1543-1555.

周璐，巫世晶，李景，等.啮合误差及相位角对复合轮系均载特性的影响分析［J］.机械传动，2016，40（3）：1-6.

ZHOU Lu，WU Shijing，LI Jing，et al.Analysis of the influence of meshing error and phase angle on load sharing characteristic of compound planetary gear train［J］.Journal of Mechanical Transmission，2016，40（3）：1-6.

易园园，秦大同，刘长钊.冲击载荷下电机-多级齿轮系统动态特性研究［J］.振动与冲击，2019，38（19）：253-260.

YI Yuanyuan，QIN Datong ，LIU Changzhao.Dynamic characteristics of a motor-driven multistage gear system under impace load［J］.Journal of Vibration and Shock，2019，38（19）：253-260.

HE X Z，ZHOU X Q，XUE Z，et al.Effects of gear eccentricity on time-varying mesh stiffness and dynamic behavior of a two-stage gear system［J］.Journal of Mechanical Science and Technology，2019，33（3）：1019-1032.

KIM W，YOO H H，CHUNG J.Dynamic analysis for a pair of spur gears with translational motion due to bearing deformation［J］.Journal of Sound and Vibration，2010，329（21）：4409-4421.

YI Y，HUANG K，XIONG Y S，et al.Nonlinear dynamic modelling and analysis for a spur gear system with time-varying pressure angle and gear backlash［J］.Mechanical Systems and Signal Processing，2019，132：18-34.

CAO Z，SHAO Y M，RAO M，et al.Effects of the gear eccentricities on the dynamic performance of a planetary gear set［J］.Nonlinear Dynamics，2018，91（1）：1-15.

王成，刘辉，张晨，等.考虑齿顶修形和时变中心距的渐开线直齿轮振动特性研究［J］.振动工程学报，2019，32（1）：128-139.

WANG Cheng，LIU Hui，ZHANG Chen，et al.Vibration characteristics analysis of spur gears with tip relief and time-varing center distance［J］.Journal of Vibration Engineering，2019，32（1）：128-139.

WAN Z，CAO H，ZI Y，et al.An improved time-varying mesh stiffness algorithm and dynamic modeling of gear-rotor system with tooth root crack［J］.Engineering Failure Analysis，2014，42：157-177.

SAINSOT P，VELEX P，DUVERGER O.Contribution of gear body to tooth deflections-A new bidimensional analytical formula［J］.Journal of Mechanical Design，2004，126（4）：748-752.

YANG D C H，SUN Z S.A rotary model for spur gear dynamics［J］.Journal of Mechanical Design，1985，107：529-535.

HARRIS T A，KOTZALAS M N.Essential concepts of bearing technology［M］.Boca Raton：CRC Press，2006：153-158.

LIEW H V，LIM T C.Analysis of time-varying rolling element bearing characteristics［J］.Journal of Sound and Vibration，2005，283（3/4/5）：1163-1179.

INALPOLAT M，KAHRAMAN A.A dynamic model to predict modulation sidebands of a planetary gear set having manufacturing errors［J］.Journal of Sound and Vibration，2010，329（4）：371-393.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于动态滑动摩擦因数齿轮副啮合效率研究

时变摩擦因数对齿面接触疲劳寿命的影响研究

考虑热变形的齿轮修形研究