轴裂纹故障对齿轮耦合系统固有特性的影响.pdfVIP

机械设计与制造 第2期 84 Machinery Design Manufacture 2014年 2月 轴裂纹故障对齿轮耦合系统固有特性的影响 王卓婷，高立新，张建宇 (北京工业大学 北京市先进制造技术重点实验室，北京 100124) 摘 要：利用SolidWorks软件建立了齿轮一轴系耦合系统的模型，将其导入ABAQUS软件进行模态分析，用Lanczos法提 取系统前九阶固有频率和振型，预估结构的振动特性，对系统的动态响应分析提供了理论基础。在从动齿轮轴上定义 crackseam，建立了带有裂纹轴的齿轮耦合系统的有限元模型，并分析了其固有振动特性。对比正常耦合系统，分析了裂 纹对齿轮耦合系统的固有特性的影响。结果表明，齿轮轴出现裂纹后固有频率降低，对振型的影响也较大，为齿轮轴裂纹 故障的监测和识别提供了一定的理论参考。 关键词：齿轮一轴系；裂纹轴；模态分析；固有频率；振型 中图分类号：TH16；TH132．4 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2014)02—0084—03 TheInfluencesofaCrackedShaftontheInherentCharacteristicsofaGearSystem WANGZhuo-ting，GAOLi-xin，ZHANGJian—yu (TheKeyLaboratoryofAdvancedManufacturingTechnology，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China) Abstract：Asolidmode1ofagearsh couplingW(18establishedusingSolidWorks．Themoddanalysiswaspe~ormedwith ABAQUS．ThefirstnineinherentfrequencystagesnadvibrationtypewereextractedusingtheLanczosmethod．Modalnaa!~is caneffectivelyestimatethevibrationcharacteristicsandproyidedatheoreticalbasisforthedynamicresponseo厂thesystem． Thefiniteelementmodelojthegerasystemwithacrackedsh WascreatedinABAQUSandtheinherentchraacteristics ’ themodelwereanalyzed．Itresearchedtheinfluences acrockedsh ontheinherentchraacteristicsqagearsystemwhen compraedwiththeinherentcharacteristics0厂thenormalmode1．TheresultsshowthatthecrackleadtOdecreasesinthe inherentfrequency thegeras~tem．Modeschnagealotbecauseoftheemergenceofcrack．Theresultsproyidetheoretical support~rfualtdiagnosis0厂geras~temwithcrackedshaft． KeyWords：GearShaftCoupling；CrackedShaft；ModalAnalysis；InherentFrequency；Vibration 1引言 2数学模型 齿轮传动系统作为设备的重要组成部分，被广泛应用于机 由弹性力学有限元法可知系统的运动方程为 ： 械、化工、航天等领域。而传动轴作为其基本组成元件，