刚柔耦合的齿轮系统多状态啮合-冲击能耗分析

来源：振动与冲击杂志2025年第16期北京时间：

作者：石建飞shijf@lut，叶超，靳伍银，陈国龙

单位：兰州理工大学机电工程学院，兰州730050

摘要：轮齿柔性变形诱发齿轮副冲击、碰撞，影响其传动质量和动态性能。本文考虑轮齿柔性，计算齿轮副实际啮合重合度，计算齿轮副刚柔耦合时变啮合刚度和载荷分配系数；建立考虑刚柔耦合的直齿轮系统啮合-冲击动力学模型和冲击-碰撞能量耗散模型。分析轮齿柔性对重合度、时变啮合刚度以及动态啮合力的影响；基于多初值分岔图研究系统共存运动随载荷变化的分岔和演化以及与能耗之间的影响关系，揭示双参数变化时系统最大能耗特性。发现轮齿柔性影响单双齿啮合区域，并增大重合度；轮齿的柔性降低动态啮合力，并使时变啮合刚度在单双齿啮合交替时平滑过渡；齿面、齿背碰撞加剧共存运动的冲击能耗，载荷的变化对系统共存运动的分岔演化影响较大，而共存运动的变化影响系统冲击能耗特性。参数与初值的合理匹配能有效避免较大的冲击能耗，提高传动系统的可靠性。<br>

关键词：齿轮传动系统；轮齿柔性；冲击-碰撞能耗；刚柔耦合；非线性振动