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新闻分类:行业资讯 作者:admin 发布于:2017-07-084 文字:【
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齿轮副啮合刚度激励, 江门出租登高车, 江门租赁登高车, 江门登高车价格 齿轮在啮合过程中由于啮合综合刚度的时间周期性变化而产生的动态激励,称之为刚度激励。轮齿啮合综合刚度是指从齿轮副啮入到啮出一个完整的啮合过程中,参加啮合的所有轮齿的综合效应总和。影响轮齿啮合综合刚度三个因素主要如下:单个轮齿的弹性变形、单对轮齿的综合刚度和齿轮重合度。单个轮齿在啮合力作用下,轮齿在啮合面会发生弹性变形,主要是弯曲变形、接触变形和剪切变形等。只有在求解出轮齿的弹性变形,才能确定综合啮合刚度。现今通常使用材料力学方法、有限元方法和数值方法来计算弹性变形。在齿轮系统动力学参数建模中,系统啮合刚度是一个重要的激励参数,是建立动力学微分方程中最重要的组成部分之一。齿轮在啮合过程中,必须考虑啮合刚度,如果忽略啮合刚度,齿轮之间的联系就会消失,各部分将孤立的存在,齿轮系统则变成了一个单一零件,无法描述系统的特性。齿轮在啮合时,一对轮齿的综合弹性变形是从啮入到啮出一个完整啮合过程中主动轮的弹性变形量与从动轮弹性变形量的叠加,表示如下:s12:δs—综合弹性变形;δ1—主动轮轮齿变形;δ2—从动轮轮齿变形;齿轮轮齿的啮合刚度定义为,齿轮传动过程中,参与啮合的单对或多对齿轮在载荷作用下发生弹性变形,单位毫米齿宽上出现单位微米变形量时,其啮合方向所承受的载荷:1piginiiFk:n—啮合齿轮对数;δpi—主动轮啮合过程中的轮齿变形;δgi—从动轮啮合过程中的轮齿变形;Fi—轮齿啮合时接触力。直齿轮“单对齿刚度”c’是指参与啮合的一对齿轮副刚度的最大值,常使用单对齿轮参与啮合传动时,单对轮齿刚度值来表示。斜齿轮的单对齿刚度c’是指其法向平面刚度最大值,其啮合刚度是指端面轮齿总刚度平均值,用km表示。轮齿啮合刚度除了受齿数、齿廓、齿高修正、螺旋角、重合度影响以外,还受到齿向误差、材料的弹性模量、齿轮辐板厚度、表面粗糙度和齿面波度和法向截面齿宽所受载荷的影响。齿轮在啮合过程中,参数啮合的轮齿对数不是一成不变的,因此极少出现重合度为整数的情况。由于啮合时间的变化具有周期性特点,决定了参与啮合的轮齿为单齿啮合和多齿啮合周期性交替出现。除此之外,轮齿在啮合过程中的弹性变形不是固定值,从齿根到齿面的弹性变形也不一样,所以在啮合过程中,啮合综合刚度也是具有周期性变化这一特性。
齿轮误差激励齿轮误差主要包括两类:(1)齿轮啮合误差,主要是由齿轮制造过程中和装配中精度误差导致的,是啮合过程中主要动态激励之一。(2)齿轮传递误差,主要是有啮合偏差引起的。(1)齿轮啮合误差由于齿轮从生产、加工到装配等一系列环节都会有误差,从而导致轮齿啮合误差产生。轮齿啮合误差主要是由齿距偏差和齿形偏差两部分组成。一般而言,在研究齿轮动力学时,从动态激励轮齿啮合误差入手。啮合误差除了上述两种分类之外,国外学者Weck根据误差波形阶次将其分为6种不同阶次误差,其中一阶误差和二阶误差对齿轮动态激励影响比较明显。误差激励也属于位移激励,是系统动态分析中一种重要激励,通常使用以下四种方法表示齿轮啮合误差:(a)实际测取误差;(b)简谐函数表示;(c)使用以啮频为基频的傅立叶级数表示;(d)实测的误差曲线表示。以上四种方法中,最能反映实际误差情况的是通过实际测量工具测取的误差数值,然而在实际测取过程中,由于测试设备条件和测试数量受到限制,这种方法一般比较难以实现。并且,在齿轮的前期设计阶段,技术人员更加注重齿轮的精度要求,没有具体的误差数值。因此,根据齿轮的精度等级所规定的齿轮偏差,使用简谐函数表示轮齿啮合误差。(2)齿轮传递误差齿轮传递误差是由于轮齿受载变形而产生的,传递误差是影响齿轮振动的一15个主要的动态激励源,研究表明,在一定频率下,系统的振动与传递误差呈线性关系,传递误差越大,振动越明显。因此在研究任一齿轮系统动力学问题时,分析与计算传递误差是基础。JiandeWang在研究中,将传递误差定义为:输出端齿轮的实际位置位移量和理论位置位移量的差距,理想位置是指主、从动轮的轮齿均无产生弹性变形,齿轮在啮合过程中,仍然是按照理想渐开线齿形进行啮合时的从动轮的位置。通常计算和测量传递误差是沿着啮合线方向。传递误差用符号TE表示。该概念模型能够直观理解传递误差,了解其原理。A、A1为理想状态下的齿轮,B、B1为实际啮合齿轮,A和B的齿轮参数完全一致,A1和B1的基本参数完全相同。并且A、B两个齿轮和同一个转动轴固联在一起,并且具有相同的初始转角。齿轮A的从动轮为A1,齿轮B的从动轮为B1,当转动轴以一定转速开始旋转时,固定连接在转轴上的齿轮A、B同时随之转动,并且转速相同。由于A-A1为理想传动,因此齿轮A1到达理想位置,而实际传动由于存在齿轮误差,因此造成了实际齿轮B1和理想齿轮A1之间的转角位移不一样,两者转角之差即为传递误差。在齿轮传动过程中,力和运动的传递是通过轮齿的接触实现的。轮齿沿着作用力方向的弹性变形包括弯曲变形和接触变形,分别用符号DB、DH表示。从动轮轮体在啮合线上位移是:DB1、DB2—主、被动轮沿啮合方向的弯曲变形;DH1、DH2—主、从动齿轮沿啮合线方向的接触变形量;E1、E2—主、从动齿轮啮合点处的误差,其中负值代表负偏差,正值代表正偏差。分析(可知,齿轮在传动过程中,主动轮将力和运动传递给从动轮时,受到轮齿的弹性变形和误差的影响。
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啮合冲击激励由于齿轮啮合是一种弹性的机械系统,轮齿在啮合过程中,受到齿面载荷影响而产生弹性变形,啮合冲击同时包含啮入冲击和啮出冲击两部分。从一个啮合全过程分析,当轮齿进入啮合时,实际啮入点未能到达理论啮入点所在位置,出现一定程度上的偏离,产生啮入冲击,当轮齿退出啮合,实际啮出点偏离理论啮出点,同理也会产生啮出冲击。和刚度激励、误差激励类似,啮合冲击也是一个主要的内部动态激励。但是,啮合冲击激励和误差激励有着本质的区别,啮合冲击激励从本质上而言是周期性的啮合冲击力作用于齿轮系统,而误差激励作用于系统上的是随时间周期性变化的位移。综上所述,上述三种内部动态激励,按照激励产生性质分类可以分为位移型激励和力型激励。位移型激励两种表现形式分别为:时变啮合刚度和齿轮误差。啮合冲击激励则属于力型激励。
齿轮系统的外部激励除了内部激励以外,还有一些其他因素导致系统出现动态激励,统称为齿轮系统外部激励。外部激励产生原因主要如下:齿轮旋转质量不均匀、电机负载扭矩波动、齿轮结构几何偏心、支撑轴承的时变刚度以及离合器的非线性特性等。齿轮副质量偏心,在旋转过程中将产生离心力和惯性力,主要讨论系统分析中的转子耦合振动问题。几何偏心在本质上是位移型激励,以周期性位移形式作用于齿轮系统。故而,一般在研究内部激励时,也将其考虑在内。齿轮啮合外部激励归纳总结主要包括以下三类:(1)随时间变化的激励,与系统的运动状态无关;(2)随运动历程变化的激励,是系统中的时变参数激励;(3)与系统中某些自由度相对运动状态相关的激励。
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