[发明专利]一种考虑温度影响的直齿圆柱齿轮时变啮合刚度计算方法

摘要

本发明公开了一种考虑温度影响的直齿圆柱齿轮时变啮合刚度计算方法。该方法考虑了齿轮副工作环境温度(稳态环境温度)的影响，根据Coleman理论，计算主动轮/从动轮啮合时摩擦热产生的齿面瞬时温度，推导出齿面接触温度随时间变化的数学表达式；计算齿面接触温度变化导致的主动轮、从动轮轮齿的齿廓热变形，从而计算出温度变化引起的轮齿温度刚度；最终根据刚度串、并联理论，结合轮齿弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度、接触刚度、齿基刚度和温度刚度计算出齿轮时变啮合刚度。

主权项

1.一种考虑温度影响的直齿圆柱齿轮时变啮合刚度计算方法，其特征在于，包括：(1)计算轮齿弯曲刚度kb、剪切刚度ks、轴向压缩刚度ka、接触刚度kh、齿基刚度kf和温度刚度kw，所述温度刚度kw的计算表达式为：kwi(t)＝F/(bΔi(t)) (i＝1,2)其中，kwi(t)(i＝1,2)为主动齿轮和从动齿轮轮齿的温度刚度，F为啮合力，b为齿宽，Δi(t)(i＝1,2)为主动齿轮和从动齿轮的齿廓热变形；(2)根据刚度串、并联理论，计算得到直齿圆柱齿轮的时变啮合刚度：其中，kb1，1ks1，1ka1，1kf1，1kw1，1和kb2，1ks2，1ka2，1kf2，1kw2，1分别为第一对啮合齿轮的主动齿轮和从动齿轮轮齿的弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度、齿基刚度以及温度刚度；kb1，2ks1，2ka1，2kf1，2kw1，2和kb2，2ks2，2ka2，2kf2，2kw2，2分别为第二对啮合齿轮的主动齿轮和从动齿轮轮齿的弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度、齿基刚度以及温度刚度。