计入冲击与受载齿轮副时变啮合刚度解析算法

摘要

针对目前理论不能准确计算齿轮受载与冲击时刻刚度发生的变化，基于赫兹非线性接触理论，构建有限长线接触弹性理论解析模型，由三维接触斑大小与啮合过程中主曲率半径的变化，得到不同载荷作用下齿轮法向接触刚度；而后结合Weber能量法，提出考虑负载条件下时变啮合刚度修正算法，阐明受载变形与刚度硬化的映射关系；同时建立线外啮合冲击数学模型，根据冲击时刻齿轮副动态接触关系，探究啮入冲击引起的啮合刚度变化规律.研究结果表明，接触刚度曲线与主曲率半径变化规律一致，考虑啮入冲击时，齿轮副啮合刚度产生突变并呈现由大到小的变化规律，随着负载递增，法向接触与综合刚度非线性增大，冲击效应增强，且单齿啮合区域逐渐减小，冲击对刚度的影响越来越明显.

关键词

刚度变化 / 赫兹接触 / Weber能量法 / 接触变形 / 冲击刚度