基于齿面磨损失效的齿轮系统动态失稳盆转迁机理研究

来源：振动与冲击杂志2025年第8期北京时间：

作者：石建飞shijf@lut，韩闯，王砚麟，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：齿轮副安装误差加速齿面磨损，过度磨损会加剧轮齿啮合振动和非线性振动，引起齿轮过早失效，从而导致严重事故。为此，研究基于齿面磨损失效的齿轮传动系统动态失稳盆转迁机理对齿轮传动的安全可靠运行至关重要。考虑安装误差的影响计算齿轮副实际重合度；通过分析重合度与齿侧间隙的协同作用, 提取齿轮副多状态啮合特征；计算并分析安装误差影响下时变啮合刚度、载荷分配系数和总动态啮合力的演化规律；建立含安装误差的直齿轮传动系统多状态啮合非线性动力学模型。基于非线性动态啮合力和Archard磨损模型，计算齿面磨损深度并构建基于齿面磨损失效的健康域。利用多初值分岔图、啮合力时间历程图、相图、Poincaré映射图和吸引域等，研究齿侧间隙与多初值的联合变化对动态失稳盆侵蚀与转迁规律的影响。结果表明，安装误差降低了齿轮副重合度和啮合刚度，非完全分岔引起共存多吸引子啮合力超限，导致动态行为的健康失稳，诱发动态失稳盆的侵蚀。间隙较大时在初值域的大部分范围内系统处于健康失稳状态。<br>

关键词：齿轮非线性振动；齿面磨损；多初值分岔；动态失稳盆；共存吸引子