轮齿表面剥落故障劣化机制动力学模型研究

在交变载荷作用下,轮齿表面不可避免地会萌生初始裂纹并逐步演化为剥落等故障,严重影响传动系统精度.但目前更多关注的是对轮齿表面出现显著故障时的研究,难以对轮齿表面早期故障进行实时监测.因此,亟须对轮齿表面早期故障演化机制开展系统性研究,及时识别轮齿表面早期故障特征.为此,基于改进的能量法,构建了齿面裂纹萌生及劣化为剥落故障的时变啮合刚度模型;考虑裂纹横向扩展路径及边缘接触效应,研究了其对时变啮合刚度的影响规律.结果显示,齿面裂纹和剥落对时变啮合刚度的影响都只在一定的区域内;裂纹长度的增加会使啮合刚度降低的速度加快;剥落宽度对啮合刚度的大小有影响;剥落长度对啮合刚度减少的开始和结束有影响;在边缘接...

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Published in机械传动 Vol. 47; no. 10; pp. 10 - 42
Main Authors 彭毅, 吴胜利, 邢文婷, 王崇昊
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 重庆交通大学交通运输学院,重庆 400074%重庆工商大学管理科学与工程学院,重庆 400067 2023
Subjects
齿面裂纹
剥落
Edge contact effect
Time-varying meshing stiffness
时变啮合刚度
边缘接触效应
Tooth surface crack
Spalling
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ISSN1004-2539
DOI10.16578/j.issn.1004.2539.2023.10.002

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Summary:在交变载荷作用下,轮齿表面不可避免地会萌生初始裂纹并逐步演化为剥落等故障,严重影响传动系统精度.但目前更多关注的是对轮齿表面出现显著故障时的研究,难以对轮齿表面早期故障进行实时监测.因此,亟须对轮齿表面早期故障演化机制开展系统性研究,及时识别轮齿表面早期故障特征.为此,基于改进的能量法,构建了齿面裂纹萌生及劣化为剥落故障的时变啮合刚度模型;考虑裂纹横向扩展路径及边缘接触效应,研究了其对时变啮合刚度的影响规律.结果显示,齿面裂纹和剥落对时变啮合刚度的影响都只在一定的区域内;裂纹长度的增加会使啮合刚度降低的速度加快;剥落宽度对啮合刚度的大小有影响;剥落长度对啮合刚度减少的开始和结束有影响;在边缘接触作用影响下,剥落边缘的啮合刚度会突然增加.
ISSN:1004-2539
DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2023.10.002