基于模态试验的螺旋锥齿轮预紧面接触刚度的修正

来源：振动与冲击杂志2025年第14期北京时间：

作者：曹雪梅caoxuemei-00,，李伟东，韩文超，魏麒华

单位：1.河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471003；2.龙门实验室，河南洛阳471023

摘要：接触刚度对结构固有特性具有重要影响。为了准确建立螺旋锥齿轮与连接件之间接触面的动力学模型，通过模态试验提取了齿轮与连接件装配体的模态频率及模态振型。建立了齿轮与连接件装配体有限元模型，分析了不同预紧力接触压力的分布规律，划分了接触主区域与接触副区域，并分别建立3向等效刚度弹簧单元。与试验结果对比表明，接触主区域与接触副区域的刚度，对结构整体的模态频率均有很大的影响。分别对弹簧刚度进行模态频率灵敏度分析，找出了影响结构模态频率的主要弹簧刚度。以试验模态频率为目标对主要弹簧刚度进行修正，修正后模态频率的最大相对误差由4.25%降低到1.83%，显著提升了模型精度。研究方法为准确的螺旋锥齿轮动态特性分析及进一步的结构优化和减振避振奠定基础。<br>

关键词：模态试验；等效弹簧单元；模型修正；螺旋锥齿轮；接触刚度