考虑齿廓偏差的行星齿轮系统摩擦动力学模型
作者单位：上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室
会议名称：《第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）》
会议日期：2021年
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]
关 键 词：摩擦动力学模型 弹流润滑 行星齿轮 齿廓偏差 点蚀故障
摘 要：本文提出了一种考虑齿廓偏差的行星齿轮系统摩擦动力学模型。该模型耦合了如下三个子模型:载荷分配模型、混合弹流润滑模型和行星齿轮动力学模型。利用轮齿承载接触分析方法获取含齿廓偏差的行星齿轮副载荷分配系数、啮合刚度和传递误差。在此基础上,利用混合弹流润滑模型计算齿轮界面摩擦学参数(啮合阻尼、油膜刚度和摩擦系数等)。将综合啮合刚度、啮合阻尼和摩擦系数导入行星齿轮动力学模型来求解系统振动响应。为了考虑界面摩擦学行为与动力学行为之间交互作用,上述三个子模型需要迭代求解,直到界面上的动态啮合力满足收敛条件。通过两个数值算例来验证本文模型的有效性。结果表明,本文模型可以获得与文献实验结果相似的摩擦与动力学特性。利用本文模型讨论了两种典型的齿廓偏差形式(点蚀和修形)对界面摩擦特性和动力学特性的影响。本文所提出的摩擦动力学模型为啮合效率评估、修形参数优化设计和齿面损伤机理分析提供理论指导。