齿轮线外啮合啮入冲击速度的计算.pdfVIP

第 29卷 第 5期 吉首大学学报 (自然科学版) Vol_29 NO．5 2008年 9月 JournalofJishouUniversity(NaturalScienceEdition) Sept．2008 文章编号 ：1007—2985(2O08)05—0072—03 齿轮线外啮合啮入冲击速度的计算 唐前鹏 ，陈 艳 (湖南化工职业技术学院机械系，湖南 株州 412004) 摘 要 ：建立了考虑摩擦 、误差的齿轮副扭转振动模型，从确定线外啮合起点在啮合线上 的等效点位置、线外啮合点到 齿轮 圆心的半径、计算线外啮合点处两齿轮 的载荷角等 3个方面入手，提 出了线外啮合冲击速度的计算方法． 关键词 ：线外啮合 ；冲击速度 ；齿轮 中图分类号 ：TH14；TH123 文献标识码 ：A 齿轮实际啮合时，由于存在轮齿误差和变形 ，使得 P ≠P。．这样 ，因此轮齿在啮入 (啮出)时的啮入点 (啮出点)会偏离理论啮合线，从而导致齿轮的转速发生突变，引起啮合冲击．它是产生齿轮传动误差的一 个重要因素 ，也是研究齿轮传动振动问题中的主要动态激励之一．啮合冲击主要要解决冲击速度的大小问 题 ，笔者探讨了一种可行的计算冲击速度的方法． 1 线外啮合的概念和产生的原因 当P P 时，如图1所示将产生啮入冲击．图中s点是无变形和误差时的齿廓啮合理论起点，在该 点进人啮合 的齿廓沿接触线方向速度相等 ，无冲击．实际上，由于受载变形和加工误差 e 的存在，实际啮 合起点在 S 点．在该点，沿接触线方向主从动轮的速度不一样，因此啮合时存在冲击．此时，从动轮的节圆 半径突然变小 ，从而使从动轮的转速突然上升． 当P P。时，如图2所示将产生啮出冲击．图2中1—2两齿廓理论上应在 E点退出啮合 ，而后 1 ＼ ／ T 图 1 啮入冲击示意图 图2 啮出冲击示意图 对齿廓 3—4开始进入啮合．实际上，由于受载变形和加工误差P，的影响，齿廓3—4虽然 已经到了理论啮 合位置 ，但并未进入啮合状态，从而使 1—2两齿廓产生刮行，直到D点才分离，这时3—4齿廓才开始啮 * 收稿 日期 ：2OO8一O7—2O 作者简介：唐前鹏 (1971一)，男，湖南洞 口人，湖南化工职业技术学院机械系讲师，硕士生，主要从事设备强度及机械 设计研究． 第 5期 唐前鹏 ，等：齿轮线外啮合啮入冲击速度的计算 合．这个过程中，从动轮的节圆半径逐渐增大，使从动轮的转速逐渐变慢，从而使后一对齿的间隙逐渐缩 小．当3—4齿廓进入啮合时，产生冲击 ，迫使 1—2齿廓退出啮合，因而产生啮出冲击． 研究表明，啮入冲击 的影响大于啮出冲击的影响．主要原因有 2个 ，一是轮齿受载变形会使主动轮的 实际基节减小 ，而使被动轮的实际基节增大．这样 ，当P P 时，轮齿 的受载变形会加大P 、Pz之间的 差距 ，使啮人冲击增大；而当 。 P 时，轮齿的受载变形会减小 P 、P 之间的差距 ，使啮出冲击减小． 二是齿轮的惯性使啮入冲击程度加大 ，使啮出冲击程度减小．啮入冲击发生时，从动轮的转速会突然增大 ， 但由于惯性从动轮又想保持原来的速度 ，这样使得啮入冲击程度加剧；啮出冲击发生时，从动轮的转速逐 渐降低，而齿轮的惯性将使转速降低的程度减缓 ，从而减轻啮出冲击程度．因此 ，笔者主要针对啮入冲击进 行讨论． 2 线外啮合计算模型 考虑到大变位条件下单对齿轮的动力学性能， 故选用齿轮副扭转振动模型作为研究对象，如图3 所示．该模型相对 比较简单 ，考虑了摩擦 、阻尼、时变 ineof 刚度等因素 ，许多研究者在与变位齿轮有关 的诸多