齒面三維修形對人字齒輪振動特性影響分析與試驗研究

王峰　方宗德　李聲晉等

摘要：針對航空、航海等重要場合應(yīng)用的高精度圓柱人字齒輪，提出對小輪齒面采用四次拋物線式三維修形，并以三次B樣條曲線擬合包括修形和誤差的精確齒面模型。綜合考慮傳動誤差激勵和嚙入沖擊力激勵，建立滾動軸承支撐人字齒輪副嚙合型彎-扭-軸耦合十二自由度振動模型，實例分析了齒面修形對人字齒輪齒間振動內(nèi)激勵因素的影響。選取承載傳動誤差波動幅值、嚙入沖擊力幅值以及輪齒嚙合振動加速度均方根值作為多目標(biāo)動力學(xué)優(yōu)化函數(shù)；利用改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法對修形設(shè)計參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：修形前后嚙合線方向輪齒相對振動加速度均方根值降幅為20.42%，取得了較好的減振降噪效果。搭建封閉功率流式人字齒輪振動測試試驗臺，采用海德漢圓光柵對修形前后人字齒輪嚙合線向振動加速度進(jìn)行測量，理論計算與試驗測量基本趨勢保持一致，最大誤差不超過14.5%。