点蚀是螺旋齿轮常见的失效形式之一。为了研究其对时间变化啮合刚度(TVMS)的影响,本研究解决了现有模型的两个局限性:(1)沿直线传播的点蚀偏离了真实的齿距曲线路径;(2)忽视了点蚀生长顺序和应力集中。我们提出了一种新型分析方法(AM),该方法采用沿齿距曲线传播的二维高斯点蚀模型和聚类分类机制。首先,建立与齿轮齿的交点方向和基圆,以及齿轮轴分别为Z轴的两个坐标系,这两个坐标系用于点蚀生成与传播的坐标系,以及计算螺旋齿轮TVMS的“切片法”的坐标系。其次,根据点蚀生成与传播模型,生成四个度数的点蚀齿。第三,利用“切片法”和“势能法”计算四个度数螺旋齿轮的TVMS。最后,建立有限元模型以验证点蚀分布模型和TVMS AM的准确性。与有限元法(FEM)相比,TVMS的AM误差小于2%,计算时间仅为FEM的1/1000。螺旋齿轮的点蚀生成与传播模型能够很好地表征所有遵循二维高斯分布的点蚀特征。点蚀降低了螺旋齿轮的TVMS,且TVMS的降低随着点蚀程度的加深而增加。该模型为新能量车辆和风能等行业的齿轮健康监测和设计优化提供了理论基础。
Zhang等(周二)研究了这个问题。