三角网格法下圆弧锥齿轮接触动力学仿真与特性研究

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本文主要探讨了"圆弧齿锥齿轮接触动力学分析"这一主题,发表于2012年的《振动与冲击》杂志第31卷第9期。研究团队由姚廷强、王立华和谭阳来自昆明理工大学机电工程学院,他们专注于圆弧齿锥齿轮在三维空间中的动力学特性研究。 首先,论文提出了一种创新的方法,即运用三角网格技术来重构圆弧齿啮合齿面的三维离散模型。这种方法将复杂的齿面形状转化为可处理的数学表示,便于进行精确的动态模拟。这种方法的优势在于它能够精细地捕捉到齿轮表面的实际接触情况,这对于理解齿轮的接触行为至关重要。 作者基于多体动力学理论和迟滞接触动力学方法,构建了一个全面考虑全齿面动态接触关系的螺旋锥齿轮三维接触动力学模型。这种模型考虑了齿轮在运动过程中的复杂交互作用,包括单侧齿面接触、双侧齿面接触、负载扭矩以及齿侧间隙等因素,这些都是影响齿轮传动性能的关键参数。 通过采用三角网格单元接触的包围盒搜索技术和微分代数方程求解方法,研究者进行了详尽的仿真分析。这些技术使得他们能够计算出圆弧齿啮合过程中全齿面的冲击力、力矩和角速度等动态响应特性,从而揭示了齿轮传动在实际运行中的动力学行为。 研究结果显示,新提出的动力学模型和方法能有效模拟圆弧齿锥齿轮的承载能力和接触动力学特性,对于优化这类齿轮的设计以及齿轮系统动力学的研究具有重要的理论指导意义。在动力学特性驱动的圆弧齿锥齿轮设计中,这些研究成果提供了强有力的支持,有助于提升齿轮的性能和寿命。 这篇论文在圆弧齿锥齿轮的接触动力学分析领域做出了重要贡献,对于工程师们理解和改进齿轮传动系统的性能具有很高的实用价值。