研齿加工系统悬链线-倒锥变幅杆振动特性分析与试验

来源：机床与液压杂志2025年第7期北京时间：

作者：耿瑞广，朱德荣，王斌，李喜燕，杨建军

单位：河南科技大学机电工程学院；洛阳理工学院智能制造学院；河南科技大学机电工程学院；河南科技大学机电工程学院；河南科技大学机电工程学院

摘要：针对超声研齿声学系统，提出一种结合悬链线和倒锥形设计的复合变幅杆结构。基于波动方程建立复合变幅杆的数学模型，推导出其频率方程。结合MATLAB软件进行求解，计算出频率方程解对系统谐振特性的影响关系，并解得复合变幅杆的谐振频率与结构参数之间的关系。最后，在施加预紧力的前提下对声学系统进行谐振特性试验，以验证理理论计算结果。结果表明：与设计频率27 kHz相比，理论计算频率和测试频率的误差分别为0.04%、1.97%；声学系统实测平均振幅为13.5 μm，位移放大系数为2.7，与理论计算振幅13.029 μm相差3.55%，验证了悬链线-倒锥变幅杆结构的设计可行性。

关键词：超声研齿;弧齿锥齿轮;变幅杆;谐振特性

基金资助：国家自然科学基金项目（51375144；52275054）；河南省科技攻关计划项目（222102220042）