摘 要：目前，我國工業(yè)在生產(chǎn)過程中普遍會應(yīng)用齒輪傳動，并且各界已經(jīng)將關(guān)注重點(diǎn)放在了齒輪嚙合的動態(tài)研究上。從齒輪轉(zhuǎn)動的角度上來看，要想提高齒輪本身的性能，就應(yīng)改善齒輪傳動系統(tǒng)的噪音與振動情況。在齒輪傳動的過程中并不能有效避免嚙合沖擊的情況，其重點(diǎn)是如何將沖擊效應(yīng)予以減少。為此，本文主要圍繞齒輪傳動嚙合接觸沖擊展開研究，首先對齒輪傳動時出現(xiàn)嚙合接觸沖擊的現(xiàn)狀進(jìn)行簡單闡述，之后對沖擊速度、沖擊位置以及沖擊時間三者之間存在的關(guān)系，齒輪齒面的應(yīng)力點(diǎn)分布規(guī)律以及沖擊合力受到?jīng)_擊轉(zhuǎn)速的影響進(jìn)行較為詳細(xì)的分析，希望可以降低嚙合沖擊，增強(qiáng)齒輪的傳動效果，進(jìn)而提高我國工業(yè)生產(chǎn)的工作效率。

關(guān)鍵詞：齒輪;傳動嚙合;接觸沖擊

站在齒輪傳動的方面分析，不管是小型的齒輪還是大型的齒輪，在傳動嚙合的過程普遍會有接觸沖擊的情況發(fā)生。目前，多數(shù)齒輪都會在傳動過程中添加適量的潤滑劑降低沖擊效應(yīng)，但是結(jié)果卻事與愿違，這主要是因?yàn)榻佑|沖擊損害了齒輪。在齒輪傳動過程中嚙合接觸沖擊時，往往會涉及到多方面不同的因素，必須要對造成沖擊的原因與沖擊類型進(jìn)行全面分析，以此來降低沖擊速度。因此，嚙合輪齒在實(shí)際工作的過程中因?yàn)橹鲃虞唽佑|點(diǎn)的速度有著一定的區(qū)別，出現(xiàn)嚙合接觸沖擊的情況，同時重點(diǎn)分析沖擊速度、沖擊位置以及沖擊時間三者之間聯(lián)系，以及齒輪齒面中有關(guān)最大應(yīng)力點(diǎn)的分布規(guī)律進(jìn)行探究，有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、齒輪傳動嚙合接觸沖擊的研究現(xiàn)狀

我國工業(yè)生產(chǎn)過程中最為常見的一項(xiàng)動力傳導(dǎo)方式就是齒輪傳動，從客觀的角度分析，齒輪傳動嚙合接觸沖擊中只有降低傳動系統(tǒng)的振動與噪音問題，才能促使齒輪性能得到明顯提升?，F(xiàn)階段，大多數(shù)研究人員重點(diǎn)關(guān)注兩個問題：第一，對齒輪進(jìn)行加工生產(chǎn)時，如果因?yàn)檎`差的出現(xiàn)將會造成嚙入或嚙出沖擊情況的發(fā)生;第二，齒輪的外側(cè)間隙也會在一定程度上出現(xiàn)沖擊情況。除了以上兩種問題外，齒輪傳動如果嚙合接觸也會出現(xiàn)沖擊現(xiàn)象，所以應(yīng)該深入研究齒輪傳動過程中有關(guān)嚙合接觸沖擊的工作。

二、齒輪傳動嚙合接觸沖擊的詳細(xì)分析

在現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)過程中，齒輪的作用不可小覷，同時隨著我國關(guān)于動力學(xué)研究的持續(xù)深入，每一個齒輪之間動力水平與配合度得到顯著增強(qiáng)。齒輪傳動時對嚙合接觸沖擊研究中，通常是利用LS-DYNA對其予以計(jì)算處理，進(jìn)而確保沖擊速度與沖擊合力之間關(guān)系的精準(zhǔn)性。一旦主動輪在沖擊壓縮的背景下，其轉(zhuǎn)速通常會呈現(xiàn)出下降的現(xiàn)象，但是會不斷擴(kuò)大嚙合的沖擊合力。在主動輪恢復(fù)的過程中，其反向速度會呈現(xiàn)出較為明顯的擴(kuò)大趨向，一直擴(kuò)大到齒輪在沖擊前表現(xiàn)的沖擊合力與初始速度皆是歸零的狀態(tài)下。由此可見，齒輪傳動在發(fā)生嚙合接觸沖擊的過程時，其沖擊過程具有較強(qiáng)的反復(fù)性，并且齒輪也會面臨更多的問題。

（一）沖擊時間、沖擊位置、沖擊速度的關(guān)聯(lián)

對齒輪傳動過程中嚙合接觸沖擊的情況來看，其沖擊時間會圍繞接觸標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精確化的計(jì)算，基礎(chǔ)壓應(yīng)力本身的沖擊時間需要與存在時間相同，對齒輪進(jìn)行處理時應(yīng)該考量實(shí)際的加工情況。一般情況下，會將壓應(yīng)力的閾值設(shè)置成1MPa，一旦超過所設(shè)定的閾值，就可以將其視為接觸沖擊的情況。除此之外，由于沖擊轉(zhuǎn)速具有一定的差異性，其沖擊時間也會產(chǎn)生明顯的改變：如果齒輪的沖擊轉(zhuǎn)速在同一時間不斷的擴(kuò)大，將會出現(xiàn)沖擊時間縮短的現(xiàn)象;同時沖擊位置的不同也會使沖擊時間發(fā)生變化，如果沖擊時間在齒輪節(jié)圓周圍時表現(xiàn)出的數(shù)值最小，那么沖擊速度就會逐漸向兩端不斷擴(kuò)大[1]。

（二）齒面最大接觸應(yīng)力點(diǎn)的分布規(guī)律

依照齒面接觸應(yīng)力點(diǎn)的分布規(guī)律來看，倘若某一單元中接觸的應(yīng)力到達(dá)最高值時，其最大接觸的應(yīng)力點(diǎn)將會是該單元所在齒面幾何范圍內(nèi)隨機(jī)出現(xiàn)的一個應(yīng)力點(diǎn)，此時相關(guān)研究人員完成沖擊過程的處理后，可以得到近似于齒面最大的應(yīng)力點(diǎn)分布規(guī)律。對問題加以研究時，部分工作人員會將圓柱直齒輪的接觸問題轉(zhuǎn)化為簡單的二維問題，對研究結(jié)果分析圓柱直齒輪沖擊的三維模型與二維模型兩者求解結(jié)果中其規(guī)律較為相符[2]。

（三）沖擊合力受到?jīng)_擊轉(zhuǎn)速的影響

齒輪轉(zhuǎn)動過程中，其沖擊合力極有可能會威脅到?jīng)_擊速度，但具體的影響程度應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)分析，倘若在齒輪傳動過程中出現(xiàn)嚙合接觸沖擊，將會在一定程度上降低工業(yè)生產(chǎn)的整體質(zhì)量與效率，還會影響到齒輪本身。通過對時間詳細(xì)的分析后得出以下結(jié)論：沖擊轉(zhuǎn)速在持續(xù)擴(kuò)大的條件下，沖擊合力也會呈現(xiàn)上升趨勢，兩者之間存在著正相關(guān)性。但是在以往研究過程中被動輪通常會受到諸多條件所束縛，使得出現(xiàn)沖擊合力后，要高于未被束縛的被動輪。因此，在正式啟動齒輪時，約束模型可以是動輪，齒輪齒面之間的實(shí)際沖擊結(jié)果會發(fā)生強(qiáng)大的沖擊合力，導(dǎo)致過載現(xiàn)象的出現(xiàn)，這也是工業(yè)生產(chǎn)過程中較為常見的情況[3]。

三、齒輪傳動嚙合接觸沖擊的研究趨向

齒輪的傳動過程主要是提供強(qiáng)大動力支持階段，在傳動過程中會發(fā)生接觸沖擊的情況，再加上沖擊合力與諸多因素之間的相關(guān)性較為緊密，特別是沖擊時間、沖擊位置。在未來的一段時間內(nèi)，對于齒輪傳動時的嚙合接觸沖擊相關(guān)項(xiàng)目將會成為未來研究的關(guān)鍵內(nèi)容，并在不同方面中有著較強(qiáng)的研究深度。與此同時，由于齒輪轉(zhuǎn)動能夠?yàn)槲覈I(yè)加工生產(chǎn)提供一定動力，將會影響著諸多的機(jī)械設(shè)備。因此在日后的研究過程中，應(yīng)該將研究重點(diǎn)放在如何保護(hù)好齒輪，以及如何保證動力能夠持久性供應(yīng)等。

四、結(jié)束語

綜上所述，通過對齒輪傳動時出現(xiàn)的嚙合接觸沖擊予以較為詳細(xì)的研究，并對研究成果分析，雖然明確了齒輪在傳動過程中嚙合接觸沖擊的研究結(jié)果，但是在具體的工作過程中尚未得到良好的應(yīng)用效果。所以，應(yīng)該對齒輪傳動過程中嚙合接觸沖擊相關(guān)研究理論的具體應(yīng)用予以加強(qiáng)，進(jìn)而能夠?yàn)槲覈I(yè)生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的動力支持，減少齒輪嚙合接觸沖擊現(xiàn)象的發(fā)生概率，以便于延長齒輪的應(yīng)用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]李艷秋，張穎.齒輪傳動嚙合接觸沖擊解析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（04）：71.

[2]唐進(jìn)元，周煒，陳思雨.齒輪傳動嚙合接觸沖擊分析[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2011，47（07）：22-30.

[3]謝海東，周照耀，夏偉，邱誠，張文.斜齒輪傳動中嚙合沖擊數(shù)值研究[J].機(jī)械傳動，2005（03）：6-9+1.

作者簡介：任麗（1986.10-），女，漢，黑龍江省綏化市人，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)，學(xué)歷本科/碩士，工作單位：安徽文達(dá)信息工程學(xué)院講師，研究方向：機(jī)械工程.

[基金項(xiàng)目]

2017年安徽省高校一般項(xiàng)目：基于壓縮空氣能清潔光伏面板提升太陽能轉(zhuǎn)化效率的研究（XZR2017B02）