齿轮副啮合冲击仿真研究

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O. . t ma i n I Au o to 2 0, 1 2, .1 0 6 Vo . 5 No 0

20 0 6年第 2 5卷第 l 0期 文章编号： l0一 5 6 ( 0 6 l— 0 7 0 06 l7 20 ) 002—3

Ad a c d M a u a t r n a a e n v n e n f c u e a d M n g me t

齿轮副啮合冲击仿真研究 黄泽平，马吉胜，李伟，罗明山 ( .军械工程学院火炮工程系，河北石家庄 0 0 0;2 7 8 5部队，江西鹰潭 3 5 0 ) 1 50 3 . 3 6 304

摘要：齿轮副啮入冲击过程的仿真基于虚拟样机技术，采用 A A D MS建立其齿轮系统力学模型。并根据啮合冲 击的影响情况，得到某一特定传动条件下单对齿轮副冲击速度及冲击力的变化规律曲线，进而可以指导齿轮系统的 设计和优化。

关键词：齿轮副：啮入冲击；虚拟样机；ADAMS 中图分类号：T 3 1 文献标识码：A P9. 9

S u y o a a rM e h n mp c i l t n t d n Ge rP i s i g I a t mu a i S o HUANG e p n M A is e g, e LUO i g s a Z· ig, J· h n LIW i, M n—h n

( . p. f n n ie r g O d a c n ie r gC l g, hj z un 5 0 3 Chn; 1 De to s gn ei, rn n eE gn ei ol e S ia h ag0 0 0, ia Gu E n n e i 2 7 8 5Un tYig a 3 0 4 C i a . 3 6 i n tn3 5 0, h n ), Ab t a t h e r p i s i g i a t s mu ai n wa a e n v ru l p o o y e t c n l g d p e sr c:T e g a a r me h n mp c i l t s b s d o it a r t t p e h o o y a o t d ADAM S t o o e t b ih t ed n mi d lo e rs se . c r i g t h n u n e s t a i n o e ri a t t e c a g n u e c r e o sa ls h y a c mo e fg a y t m Ac o d n o t e i f e c i to fg a mp c, h h n i g

r l u v f l u i a tv l c t n m p c o c f s n e g a ar u d r t e s e i l ta m is o o d to s wa c u r d mp c e o iy a d i a tf r e o i gl e p i n e h p c a r ns s i n c n i n s a q ie .Th n h r i e,t e d sg n p i z to fg a y t m sd r c e . e i n a d o tmi a i n o e rs se wa ie t d Ke wo d: a a r M e h n mp c; ru lp o o y e ADAM S y r s Ge rp i; s i g i a t Vi a r t t p; t

O引言 齿轮副啮合过程中，因加工误差和轮齿受载弹性变形及热变形，会产生“合合成基节误差”啮，

径突然变小，从而使被动齿轮角速度增大。 12冲击速度和冲击力的计算 .

使轮齿在啮入/出时的啮入/出点偏离理论啮合线，

主/动齿轮转动速度产生偏差和突变，引起啮入/被 出冲击。其中，啮入冲击对轮齿啮合的过渡过程影响较大，故在多体动力学仿真软件 ADAMS中对齿轮轮齿啮合的啮入冲击进行仿真，得到不同动力输入、不同啮合合成基节误差下的啮入冲击激励…。 r' l E

l啮入冲击的理论分析 11啮入冲击的动态激励机理分析 .如图 1,主/动齿轮的啮合基节误差相等时，被 设前对齿啮合到 B点时，后对齿恰好在 E点进入 1

N’ 1

图 1实际啮合点 E处的冲击速度 :

啮合，两点具有公共节点 c,这时运动传递是平稳的。但在主动齿轮的啮合基节小于被动齿轮的啮合 基节时，前对轮齿尚未啮合到 B点，后对齿已提前 在 E点处进入啮合，进入啮合的瞬时产生冲击，即 被动齿轮的齿顶棱边撞击在主动齿轮的轮齿根部，

因轮齿变形产生线外啮合导致两啮合轮齿在实

际初始啮合点处沿齿廓公法线方向产生相对速度 差，即冲击速 v。将上述 E点处 2齿轮的圆周速度 v与 v分别分解为沿瞬时啮合线及其垂线的 2个分 l 2量 (,、(、v2,由图 1几何关系，可求

得两 vl 1 v2 v) )齿廓在点 E处沿瞬时啮合线 N 方向的速度：

然后在主动齿轮的根部刮行，这时两啮合点具有不同的节点 c和 c,两齿对间运动的传递是非平稳’的，后对齿相应的啮合点公法线为 N ,实际一N 的传动节点由 c跳至 c。这时由于被动齿轮节圆半’

f 1 r∞=b 1 V: 1 r∞ n 1 1

{ I ‘

∞ l

( 1 )

l r,0— n V 2 a02

收稿日期： 2 0— 5 l;修回日期：2 0— 7 l 060一5 060一2作者简介：黄泽平 ( 9 0 )男 .江苏人 .中国人民解放军军械工程学院在读硕士，从事武器系统仿真与信息化研究。 18一 .