基于刚柔耦合动力学的定轴齿轮箱故障仿真

齿轮传动系统的故障所导致的调频调幅作用会引起齿轮箱的振动频率成分复杂多变,且在研究故障时主要使用经验公式替代故障激励。鉴于此,在LMS Virtual Lab中建立齿轮箱刚柔耦合模型,通过CAD Contact Force识别齿轮轮廓,并产生相应的故障激励,研究定轴齿轮箱在正常、偏心故障、断齿故障情况下的振动频谱响应。经仿真分析发现:正常情况下,齿轮振动响应频率成分为其啮合频率及其倍频;在偏心情况下,响应频率成分除了正常情况下的频率成分外,在啮合频率两旁还有以故障特征频率为间隔的不对称调制边频带;在断齿故障下,在共振频率处出现以故障特征频率为间隔的不对称调制边频带,且调制边频带遍布整个频带。不对称调制边频带的产生是由调幅和转速波动引起的调频共同作用导致的。