考虑磨合的变角减速器齿面形貌模拟及振动特性分析.pdfVIP

2025年第7期

工艺与制造TechnologyandManufacture_____________________________________________________

考虑磨合的变角减速器齿面形貌模拟及振动特性

分析*

①①②③②③②③

高云龙，张涛，崔宇飞，胡潇童，董皓

（①庆安集团有限公司，陕西西安710021；②西安工业大学机电工程学院，陕西西安710021；

③西安工业大学高端齿轮传动数智化陕西省高校工程研究中心，陕西西安710021）

摘要：为研究磨合对变角减速器齿面形貌及振动特性的影响，首先，采用结构函数法计算磨合后齿面

的分形参数，并结合分形理论与齿轮渐开线方程，模拟实际粗糙齿面的形貌特征；其次，建立

了一个包含16自由度的弯-扭-轴耦合的锥齿轮-转子-轴承动力学模型，该模型考虑了齿面形貌、

时变啮合刚度等因素；再次，通过势能法结合微凸体分布函数计算时变啮合刚度，分析磨合前

后刚度的变化规律，并利用分形函数构造齿轮粗糙啮合间隙；最后，采用龙格-库塔（Runge-Kuta）

数值积分法求解模型，并通过试验验证，对比磨合前后系统的振动特性变化规律。结果表明，

基于结构函数法计算的分形参数能够有效模拟变角减速器微观齿面的微观形貌。磨合过程显

著改变了齿面形貌，降低了齿面粗糙度和齿轮啮合间隙，同时减少了时变啮合刚度。随着齿面

粗糙度的降低，系统啮合频率的幅值明显下降，振动特性得以显著改善。试验结果与理论分析

有较好的一致性，为变角减速器磨合工艺的研究提供了理论依据。

关键词：结构函数法；分形理论；锥齿轮-转子-轴承；动力学；振动特性

中图分类号：TH132.4文献标识码：A

DOI：10.19287/j.mtmt.1005-2402.2025.07.018

Simulationoftoothsurfacetopographyandanalysisofvibration

characteristicsforvariable-anglespeedreducerconsideringrunning-in

①①②③②③②③

GAOYunlong,ZHANGTao,CUIYufei,HUXiaotong,DONGHao

(①Qing’anGroupCo.,Ltd,Xi’an710021,CHN;②SchoolofMechatronicEngineering,Xi’anTechnological

University,Xi’an710021,CHN;③EngineeringResearchCenterofDigitalIntelligentTechnologyofHigh

PerformanceGearTransmis