机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (12): 47-59.doi: 10.3901/JME.260477
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景鸿翔1, 甄冬1,2, 冯国金1, 臧立彬3, 谷丰收4
JING Hongxiang1, ZHEN Dong1,2, FENG Guojin1, ZANG Libin3, GU Fengshou4
摘要: 齿轮副在啮合过程中往往偏离理论啮合线,产生线外啮合冲击;故障状态下,线外啮合冲击显著增大,并与故障冲击形成耦合激励,影响齿轮箱的振动响应。然而,现有现象学模型难以表征耦合冲击激励。为此,通过线外啮合力模型和刚度模型,分别分析了齿轮副健康及故障状态下的线外啮合力及刚度变化。依据啮合相位关系推导了啮合冲击函数,建立了表征线外啮合力、故障冲击力与啮合周期时序关联的纽带。基于啮合冲击函数,构建了线外啮合-故障冲击耦合激励下的现象学模型。通过匹配同步提取变换方法,分析了冲击激励下的响应特性。不同故障程度下仿真和实验信号分析结果表明,随着故障程度增大,边带幅值及时频能量随之增大。基于此,通过FM0和MSET能量谱量化表征了故障演化规律,仿真和实验变化规律一致,验证了所提模型在表征耦合冲击激励方面的有效性。
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