Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự kích thích của bánh răng thẳng có tính đến mối tương quan mạnh giữa các tham số tiếp xúc của răng, lực tiếp xúc và độ sai lệch hình dạng của răng
Tóm tắt
Các kích thích trong việc ăn khớp bánh răng được quan tâm rộng rãi trong các nghiên cứu động học của hệ thống truyền động bánh răng. Đồng thời, sự sai lệch hình dạng răng bánh răng, có chủ ý và không chủ ý, thường xảy ra trong các bánh răng. Hiện tại, các mô hình tính toán đã được thiết lập về các kích thích trong việc ăn khớp bánh răng xem sự sai lệch hình dạng răng như là kích thích dịch chuyển. Tuy nhiên, các kích thích trong việc ăn khớp bánh răng được tính toán bằng các mô hình như vậy có độ ổn định giảm so với tình hình thực tế. Do đó, trong nghiên cứu này, một mô hình phân tích cải tiến về các kích thích trong việc ăn khớp bánh răng có tính đến sự sai lệch hình dạng của răng đã được thiết lập. Mô hình này xem xét đồng thời sự sai lệch hình dạng răng, tiếp xúc răng mở rộng và tác động kết cấu của thân bánh răng. Quan trọng hơn, mô hình này xem xét mối tương quan mạnh giữa các tham số tiếp xúc của răng, lực tiếp xúc và sự sai lệch hình dạng răng để phản ánh tốt hơn việc ăn khớp thực tế của bánh răng. Một sơ đồ tính toán với phương pháp tính toán đơn giản cho lực tiếp xúc cũng được đề xuất để tính toán các kích thích trong việc ăn khớp bánh răng. Cuối cùng, ảnh hưởng của sự sai lệch hình dạng răng đến các kích thích trong việc ăn khớp bánh răng được nghiên cứu. Kết quả cho thấy rằng ảnh hưởng của sự sai lệch hình dạng răng đến vị trí tiếp xúc của răng, hướng lực tiếp xúc và bán kính vòng tròn cơ bản tương đương nên được xem xét trong tính toán các kích thích trong việc ăn khớp bánh răng vì lỗi truyền động hệ thống nhỏ hơn, diện tích ăn khớp đôi lớn hơn và tiếp xúc răng mở rộng ít hơn. Sự sai lệch hình dạng răng cũng gây ra sự nhảy ở vị trí tiếp xúc của răng và độ cứng ăn khớp thay đổi theo thời gian. Do đó, những phát hiện của chúng tôi cho thấy mô hình được đề xuất có thể được sử dụng để tính toán các kích thích trong việc ăn khớp bánh răng chính xác hơn khi độ sai lệch hình dạng răng lớn.
Từ khóa
#kích thích ăn khớp bánh răng #sai lệch hình dạng răng #lực tiếp xúc #tham số tiếp xúc #mô hình phân tíchTài liệu tham khảo
Zhang T, Chen Z, Zhai W, et al. Establishment and validation of a locomotive-track coupled spatial dynamics model considering dynamic effect of gear transmissions. Mech Syst Signal Proc, 2019, 119: 328–345
Bera P. A design method of selecting gear ratios in manual transmissions of modern passenger cars. Mech Mach Theor, 2019, 132: 133–153
Zhou Q, Yan P, Liu H, et al. Research on a configurable method for fault diagnosis knowledge of machine tools and its application. Int J Adv Manuf Technol, 2018, 95: 937–960
Chen Z, Ning J, Wang K, et al. An improved dynamic model of spur gear transmission considering coupling effect between gear neighboring teeth. Nonlinear Dyn, 2021, 106: 339–357
Li Z, Chen Z, Zhai W. Nonlinear dynamic characteristics of a spur gear pair considering extended tooth contact and coupling effect between gear neighboring teeth. Nonlinear Dyn, 2023, 111: 2395–2414
Marafona J D M, Marques P M T, Martins R C, et al. Mesh stiffness models for cylindrical gears: A detailed review. Mech Mach Theor, 2021, 166: 104472
Natali C, Battarra M, Dalpiaz G, et al. A critical review on FE-based methods for mesh stiffness estimation in spur gears. Mech Mach Theor, 2021, 161: 104319
Ma H, Zeng J, Feng R, et al. Review on dynamics of cracked gear systems. Eng Fail Anal, 2015, 55: 224–245
Cornell R W. Compliance and stress sensitivity of spur gear teeth. J Mech Des, 1981, 103: 447–459
Luo Y, Baddour N, Liang M. Effects of gear center distance variation on time varying mesh stiffness of a spur gear pair. Eng Fail Anal, 2017, 75: 37–53
Dadon I, Koren N, Klein R, et al. A step toward fault type and severity characterization in spur gears. J Mech Des, 2019, 141: 083301
Luo W, Qiao B, Shen Z, et al. Influence of sliding friction on the dynamic characteristics of a planetary gear set with the improved time-varying mesh stiffness. J Mech Des, 2020, 142: 073302
Sainsot P, Velex P. On contact deflection and stiffness in spur and helical gears. Mech Mach Theor, 2020, 154: 104049
Liu Z, Zhang T, Zhao Y, et al. Time-varying stiffness model of spur gear considering the effect of surface morphology characteristics. Proc Instit Mech Eng Part E, 2019, 233: 242–253
Zhao Z, Han H, Wang P, et al. An improved model for meshing characteristics analysis of spur gears considering fractal surface contact and friction. Mech Mach Theor, 2021, 158: 104219
Pedrero J I, Pleguezuelos M, Artés M, et al. Load distribution model along the line of contact for involute external gears. Mech Mach Theor, 2010, 45: 780–794
Dai H, Long X, Chen F, et al. An improved analytical model for gear mesh stiffness calculation. Mech Mach Theor, 2021, 159: 104262
Liang X, Zuo M J, Pandey M. Analytically evaluating the influence of crack on the mesh stiffness of a planetary gear set. Mech Mach Theor, 2014, 76: 20–38
Ma H, Song R, Pang X, et al. Time-varying mesh stiffness calculation of cracked spur gears. Eng Fail Anal, 2014, 44: 179–194
Rincon A F, Viadero F, Iglesias M, et al. Effect of cracks and pitting defects on gear meshing. Proc Instit Mech Eng Part C, 2012, 226: 2805–2815
Lei Y, Liu Z, Wang D, et al. A probability distribution model of tooth pits for evaluating time-varying mesh stiffness of pitting gears. Mech Syst Signal Proc, 2018, 106: 355–366
Ma H, Li Z, Feng M, et al. Time-varying mesh stiffness calculation of spur gears with spalling defect. Eng Fail Anal, 2016, 66: 166–176
Chen K, Ma H, Che L, et al. Comparison of meshing characteristics of helical gears with spalling fault using analytical and finite-element methods. Mech Syst Signal Proc, 2019, 121: 279–298
Chen Z, Zhu Z, Shao Y. Fault feature analysis of planetary gear system with tooth root crack and flexible ring gear rim. Eng Fail Anal, 2015, 49: 92–103
Chen Z, Shao Y. Dynamic simulation of spur gear with tooth root crack propagating along tooth width and crack depth. Eng Fail Anal, 2011, 18: 2149–2164
Sainsot P, Velex P, Duverger O. Contribution of gear body to tooth deflections—A new bidimensional analytical formula. J Mech Des, 2004, 126: 748–752
Xie C, Hua L, Han X, et al. Analytical formulas for gear body-induced tooth deflections of spur gears considering structure coupling effect. Int J Mech Sci, 2018, 148: 174–190
Xie C, Shu X. A new mesh stiffness model for modified spur gears with coupling tooth and body flexibility effects. Appl Math Model, 2021, 91: 1194–1210
Zheng X, Luo W, Hu Y, et al. Analytical approach to mesh stiffness modeling of high-speed spur gears. Int J Mech Sci, 2022, 224: 107318
Ning J, Chen Z, Zhi Y, et al. Improved analytical method for gear body-induced deflections with tooth root crack considering structural coupling effect. Eng Fail Anal, 2022, 137: 106400
Wang J. Numerical and experimental analysis of spur gears in mesh. Dissertation for Doctoral Degree. Perth: Curtin University of Technology, 2003
Cooley C G, Liu C, Dai X, et al. Gear tooth mesh stiffness: A comparison of calculation approaches. Mech Mach Theor, 2016, 105: 540–553
Chen K, Huangfu Y, Ma H, et al. Calculation of mesh stiffness of spur gears considering complex foundation types and crack propagation paths. Mech Syst Signal Proc, 2019, 130: 273–292
Fernández A, Iglesias M, de-Juan A, et al. Gear transmission dynamic: Effects of tooth profile deviations and support flexibility. Appl Acoustics, 2014, 77: 138–149
Raghuwanshi N K, Parey A. Experimental measurement of mesh stiffness by laser displacement sensor technique. Measurement, 2018, 128: 63–70
Pandya Y, Parey A. Experimental investigation of spur gear tooth mesh stiffness in the presence of crack using photoelasticity technique. Eng Fail Anal, 2013, 34: 488–500
Chen Z, Shao Y. Mesh stiffness calculation of a spur gear pair with tooth profile modification and tooth root crack. Mech Mach Theor, 2013, 62: 63–74
Ma H, Zeng J, Feng R, et al. An improved analytical method for mesh stiffness calculation of spur gears with tip relief. Mech Mach Theor, 2016, 98: 64–80
Sun Z, Chen S, Hu Z, et al. Improved mesh stiffness calculation model of comprehensive modification gears considering actual manufacturing. Mech Mach Theor, 2022, 167: 104470
Sánchez M B, Pleguezuelos M, Pedrero J I. Influence of profile modifications on meshing stiffness, load sharing, and trasnsmission error of involute spur gears. Mech Mach Theor, 2019, 139: 506–525
Inalpolat M, Kahraman A. A dynamic model to predict modulation sidebands of a planetary gear set having manufacturing errors. J Sound Vib, 2010, 329: 371–393
Liu X, Yang Y, Zhang J. Investigation on coupling effects between surface wear and dynamics in a spur gear system. Tribol Int, 2016, 101: 383–394
Chen Z, Zhou Z, Zhai W, et al. Improved analytical calculation model of spur gear mesh excitations with tooth profile deviations. Mech Mach Theor, 2020, 149: 103838
Ma H, Pang X, Feng R, et al. Fault features analysis of cracked gear considering the effects of the extended tooth contact. Eng Fail Anal, 2015, 48: 105–120
Xu Z, Yu W, Shao Y, et al. Dynamic modeling of the planetary gear set considering the effects of positioning errors on the mesh position and the corner contact. Nonlinear Dyn, 2022, 109: 1551–1569
Yu W, Mechefske C K. Analytical modeling of spur gear corner contact effects. Mech Mach Theor, 2016, 96: 146–164
Munro R G, Morrish L, Palmer D. Gear transmission error outside the normal path of contact due to corner and top contact. Proc Instit Mech Eng Part C, 1999, 213: 389–400