含转子裂纹故障的齿轮传动系统的振动响应机理研究

摘要

利用Timoshenko梁单元建立齿轮系统传动轴的有限元模型,考虑时变啮合刚度、齿轮传递误差、陀螺效应等因素,利用集中参数法建立齿轮副的动力学模型.将轴承、传动轴与齿轮副模型进行集成,建立齿轮系统非线性动力学模型.基于能量释放率理论与应力强度因子为零法,利用Newmark数值积分法对转子裂纹故障进行动力学仿真,研究转子裂纹故障的振动响应特征.结果表明:当齿轮系统发生转子裂纹故障时,由于齿轮啮合的引起的耦合效应,时域响应表现出明显的幅值调制现象,频域中转频及其2倍频幅值增加明显,在啮合频率处伴有明显的边频带.研究结果为齿轮系统转子裂纹故障的监测与诊断提供了理论基础.