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動力學優化函數；利用改進的自適應遺傳算法對修形設計參數進行優化。結果表明：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%。