双重螺旋法加工的螺旋锥齿轮副动力学分析

doi:10.16731/j.cnki.1671-3133.2018.09.024

现代制造工程 ›› 2018, Vol. 456 ›› Issue (9): 121-126.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2018.09.024

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双重螺旋法加工的螺旋锥齿轮副动力学分析

严宏志^1,2, 吴聪^1,2, 黄国兵^1,2, 陈义忠^1,2, 谭武中³, 李智³

1 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,长沙 410012;
2 中南大学机电工程学院,长沙 410012;
3 中国航发湖南动力机械研究所,株洲 412002

收稿日期:2018-05-18 出版日期:2018-09-20 发布日期:2018-09-27
作者简介:严宏志,教授,博士生导师,研究方向:复杂曲面数字制造理论与技术。吴聪:通信作者,硕士研究生,研究方向:螺旋锥齿轮齿面优化。E-mail:179151324@qq.com;yhzcsu@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(51575533)

Dynamic analysis of spiral bevel gears generated by duplex helical method

Yan Hongzhi^1,2, Wu Cong^1,2, Huang Guobing^1,2, Chen Yizhong^1,2, Tan Wuzhong³, Li Zhi³

1 State Key Laboratory of High Performance Complex Manufacturing,Changsha 410012,China;
2 College of Mechanical and Electrical Engineering,Central South University,Changsha 410012,China;
3 AECC Hunan Aviation Powerplant Research Institute,Zhuzhou 412002,Hunan,China

Received:2018-05-18 Online:2018-09-20 Published:2018-09-27

摘要/Abstract

摘要： 针对某对汽车传动系统中的螺旋锥齿轮副,基于双重螺旋法切齿加工原理建立了其精确的三维几何模型。采用ABAQUS软件对齿轮副进行了模态分析,得到了前30阶固有频率和振型。采用ADAMS软件对其进行了振动特性分析,得到了齿轮副在不同载荷与转速下的振动响应。仿真结果表明:齿轮副的固有频率较高,一般的激励难以达到,但当小轮转速在3 800 r/min左右时,啮合频率与一阶固有频率接近,仍可能发生共振,应当避免;相同转速下,载荷越大,振动加速度幅值反而越小;相同载荷下,转速越高,振动加速度振幅越大。研究为螺旋锥齿轮的优化设计提供参考依据。

关键词: 螺旋锥齿轮, 双重螺旋法, 模态分析, 固有频率, 振型, 振动特性

Abstract: A accurate three-dimensional model of spiral bevel gears for automobile is established according to the cutting principle of duplex helical method.The modal analysis is carried out by using ABAQUS,and the natural frequencies and mode shapes in different orders are obtained.The dynamic characteristic under different loads and speed of the gear pair is simulated by ADAMS.The simulation results show that the natural frequency of the gear pair is so high that it’s difficult to achieve.When the speed of pinion is about 3 800 r/min,the meshing frequency is closed to the first order natural frequency,and the resonance may occur,which should be avoided.Under the same speed,the heavier the load,the smaller the amplitude of vibration acceleration.Under the same load,the higher the speed,the greater the amplitude of vibration acceleration.This study can provide reference for the optimal design of spiral bevel gears.

Key words: spiral bevel gears, duplex helical method, modal analysis, natural frequency, mode shape, vibration characteristics

中图分类号:

TH132.4

严宏志, 吴聪, 黄国兵, 陈义忠, 谭武中, 李智. 双重螺旋法加工的螺旋锥齿轮副动力学分析[J]. 现代制造工程, 2018, 456(9): 121-126.

Yan Hongzhi, Wu Cong, Huang Guobing, Chen Yizhong, Tan Wuzhong, Li Zhi. Dynamic analysis of spiral bevel gears generated by duplex helical method[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2018, 456(9): 121-126.

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Dynamic analysis of spiral bevel gears generated by duplex helical method

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