李艷秋　張穎

摘 要：齒輪傳動(dòng)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用，關(guān)于齒輪嚙合的動(dòng)態(tài)特性研究，受到了各界的廣泛關(guān)注。對于齒輪傳動(dòng)而言，為了能夠進(jìn)一步的提高性能，必須在傳統(tǒng)系統(tǒng)的振動(dòng)、噪聲兩個(gè)方面進(jìn)行努力。嚙合接觸的沖擊，是這兩個(gè)方面的重要體現(xiàn)。相對而言，齒輪傳動(dòng)過程中，嚙合沖擊是不可避免的，關(guān)鍵在于如何將嚙合沖擊降到最低。今后，需針對齒輪傳動(dòng)本身開展深入的研究，并針對嚙合沖擊進(jìn)行全面的討論，尋找多元化的方法，將嚙合沖擊進(jìn)一步降低，提高齒輪傳動(dòng)的效果，減少損傷，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：齒輪；傳動(dòng)；沖擊；嚙合

中圖分類號：TH132 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

對于齒輪傳動(dòng)而言，無論是大型齒輪還是小型齒輪，其傳動(dòng)嚙合的過程中，接觸沖擊的情況是必然的。有些齒輪在傳動(dòng)過程中，會(huì)通過加入潤滑劑的方式，減少?zèng)_擊的問題，但該方法并不能從本質(zhì)上減少對齒輪所造成的損壞。齒輪嚙合接觸沖擊過程中，涉及到的影響因素較多，應(yīng)通過多方面的分析和具體工作的結(jié)合，找出導(dǎo)致沖擊的具體原因，并針對沖擊的類型開展獨(dú)立的討論。在此，本文主要對齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊展開討論。

一、齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊研究現(xiàn)狀

在工業(yè)生產(chǎn)中，齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用比較多的方法，并且在齒輪嚙合的動(dòng)態(tài)特性方面，一直都在深入的研究和分析。從客觀的角度來分析，齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊的過程中，需要充分的減少齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中的振動(dòng)問題，減少噪聲問題，提高齒輪的使用性能。在目前的研究當(dāng)中，多數(shù)的研究人員注意到了兩個(gè)方面的內(nèi)容：第一，齒輪變形和加工過程中，其誤差造成了嚙入嚙出的沖擊情況；第二，齒輪的側(cè)間隙當(dāng)中，會(huì)產(chǎn)生沖擊的情況。但是，除了上述的兩個(gè)方面外，齒輪傳動(dòng)嚙合接觸的過程中，也會(huì)產(chǎn)生接觸沖擊的問題。例如，當(dāng)兩個(gè)齒輪相互接觸的過程中，如果主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速表現(xiàn)為增加，接觸推動(dòng)從動(dòng)齒輪的過程中，在接觸動(dòng)力學(xué)的角度來分析，是一個(gè)接觸沖擊的過程。該沖擊過程表現(xiàn)為：齒輪會(huì)因?yàn)樗矐B(tài)法，向著相對基礎(chǔ)速度不同，引起了沖擊的情況，針對這種嚙合時(shí)的接觸沖擊，當(dāng)下的研究并不多。所以，未來的齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊，還需要進(jìn)一步的深入分析。

二、齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊

在現(xiàn)代的加工生產(chǎn)中，齒輪所發(fā)揮的作用是非常重要的。隨著動(dòng)力學(xué)的研究不斷深入，齒輪的互相配合與動(dòng)力提升，也獲得了較大的進(jìn)步。在齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊的研究過程中，主要是利用LS--DYNA求解計(jì)算，最終獲得了比較準(zhǔn)確的沖擊前后轉(zhuǎn)速與沖擊合力的具體關(guān)系情況。主動(dòng)輪在沖擊的壓縮過程中，其轉(zhuǎn)速表現(xiàn)為不斷減小的狀態(tài)，但在沖擊合力方面卻表現(xiàn)為增大的狀態(tài)?；謴?fù)過程方面，主動(dòng)輪的反向速度方面，表現(xiàn)為持續(xù)增大的狀態(tài)，一直到?jīng)_擊前的初始速度，沖擊合力表現(xiàn)為不斷的減小，最終表現(xiàn)為0。從這一個(gè)過程來看，齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊出現(xiàn)時(shí)，接觸沖擊的過程是比較復(fù)雜的，整體上的影響因素也比較多。

（一）沖擊轉(zhuǎn)速對沖擊合力的影響

齒輪傳動(dòng)過程中，沖擊速度對沖擊合力勢必會(huì)造成較大的影響，但具體造成的影響程度則應(yīng)該深入的分析，齒輪嚙合接觸沖擊的出現(xiàn)，直接影響了加工的速度和效果，對齒輪本身所造成的影響也是比較大的。經(jīng)過深入的分析，發(fā)現(xiàn)沖擊轉(zhuǎn)速表現(xiàn)為持續(xù)增大的時(shí)候，沖擊合力也表現(xiàn)為不斷的增大，二者是正相關(guān)的關(guān)系。但是，在以往的研究中，所有的被動(dòng)輪，都會(huì)施加固定的約束條件，促使沖擊合力在出現(xiàn)時(shí)，相對于未能施加約束于被動(dòng)輪時(shí)的情形大很多。在今后的研究中，齒輪啟動(dòng)的時(shí)候，可將從動(dòng)輪看作是約束的模型，齒面間的具體沖擊效應(yīng)，會(huì)帶來比較大的沖擊合力。在這種約束模型的作用下，往往會(huì)出現(xiàn)過載的情況，最終導(dǎo)致被動(dòng)輪卡死的情況出現(xiàn)，這也是加工中常見的問題。

（二）沖擊時(shí)間與沖擊速度和沖擊位置的關(guān)系

對于齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊而言，沖擊時(shí)間會(huì)依據(jù)接觸判斷的準(zhǔn)則，進(jìn)行比較具體的計(jì)算。同時(shí)，接觸壓應(yīng)力持續(xù)的時(shí)間，與沖擊時(shí)間相等。在實(shí)際的處理當(dāng)中，需考慮到實(shí)際的加工情況。一般會(huì)預(yù)先設(shè)置一大于零的壓應(yīng)力。在大于這個(gè)壓應(yīng)力閾值時(shí)，則判斷為出現(xiàn)了接觸沖擊的情況。在本次的研究當(dāng)中，主要是將閾值設(shè)定為1MPa。在一種不同的沖轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，其對沖擊時(shí)間的影響是比較突出的。得出的最后結(jié)論為：沖擊轉(zhuǎn)速不斷增大的時(shí)候，沖擊時(shí)間則表現(xiàn)為減小的狀態(tài)。而在另一種不同的沖擊位置，對沖擊時(shí)間的影響也是比較突出的。當(dāng)沖擊時(shí)間在節(jié)圓附近達(dá)到最小值的時(shí)候，會(huì)向著兩邊不斷的增大。

三、關(guān)于齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊的討論

對于齒輪而言，傳動(dòng)過程是一個(gè)提供動(dòng)力的過程，但由于齒輪本身所具有的特點(diǎn)突出，因此出現(xiàn)了接觸沖擊的情況，且沖擊合力與很多的因素都存在密切的關(guān)系，包括時(shí)間、位置等等。在未來的研究中，齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊勢必會(huì)成為齒輪動(dòng)力的研究重點(diǎn)內(nèi)容，在很多方面都將表現(xiàn)出較深的研究空間。齒輪傳動(dòng)是目前加工的主要?jiǎng)恿碓?，對很多的機(jī)械設(shè)備都具有較大的影響。今后一方面要針對齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊進(jìn)行深入的分析，另一方面還要對如何減少接觸沖擊，如何加強(qiáng)齒輪的保護(hù)，如何確保持久的動(dòng)力供應(yīng)等方面進(jìn)行深入的研究，為加工、生產(chǎn)提供更多的幫助。

結(jié)語

本文對齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊展開討論，就現(xiàn)階段的研究來看，齒輪傳動(dòng)嚙合接觸沖擊雖然獲得了高度的重視，并且在很多研究結(jié)論上得到確定，但對實(shí)際工作的作用并不明顯。理論上獲得的研究成果，應(yīng)積極的應(yīng)用到實(shí)際的工作當(dāng)中，需要從客觀上與主觀上，改變齒輪動(dòng)力的情況，為加工、生產(chǎn)提供更多的動(dòng)力，進(jìn)一步減少齒輪的嚙合接觸沖擊情況，延長齒輪的使用壽命，將卡死等系列問題，有效的解決。

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