含齿根裂纹齿轮系统振动响应分析

作     者：马智淳 张小栋 殷润生 曹嘉豪 

作者机构：新疆大学机械工程学院 西安交通大学机械工程学院 

出 版 物：《机械科学与技术》 (Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52175117) 

主　　题：时变啮合刚度 齿根裂纹 振动响应 变负载 

摘      要：针对齿轮系统裂纹故障的机理复杂、负载较易波动等问题，本文首先提出了基于势能法的修正算法，分析了裂纹参数对时变啮合刚度的影响。其次建立了考虑综合啮合误差的齿轮系统动力学模型，分别研究了稳定工况下和变负载下含裂纹齿轮系统的振动响应特性。同时采用5种统计指标对裂纹齿轮振动信号进行了敏感度分析。研究结果表明：随裂纹深度和角度增大，啮合刚度降低，且裂纹深度影响更大。时域中周期性冲击和频域中啮合频率及其倍频周围的边频带幅值与裂纹扩展程度正相关；在变负载工况下振动信号与负载波动趋势类似，低频成分与负载有关，波动幅度越大，故障特征越不明显。峭度对裂纹齿轮振动信号最敏感。