IJMSD | 上海交通大学李鸿光教授，等：齿面微观粗糙分形特征对齿轮宏观振动影响的实验研究

本文来源于Int J Mech Syst Dyn，欢迎浏览！

该文亮点：1.采用双对数功率谱验证了齿面的微观粗糙形貌具有自相似分形特征，并计算了用于表征齿面粗糙形貌的分形维数和分形粗糙度；2.揭示了齿面微观粗糙分形参数与振动响应量之间的映射关系。

图1 Graphical abstract

齿轮机构的传动精度高，是机械传动系统的重要部件。齿面微观形貌特征对齿轮动态响应的影响已得到广泛研究。考虑到机加工的齿面微观形貌具有粗糙自相似特征，相较于统计学参数表征微观粗糙形貌，分形参数具有尺度独立的优势，因此，有必要研究齿面分形参数与振动响应之间的匹配关系。

该文首先设计了齿轮传动试验台，并加工出具有不同微观粗糙度的齿轮；其次，采用双对数功率谱验证了齿面的微观粗糙形貌具有自相似分形特征，计算了用于表征齿面粗糙形貌的分形维数和分形粗糙度；最后，采集不同工况下的齿轮振动信号，揭示了齿面微观粗糙分形参数与振动响应量之间的映射关系。结果表明，转速和负载恒定时，齿面粗糙度越大，即分形维数越小或分形粗糙度越大，齿轮传动系统的振动幅值越大。此外，齿面微观粗糙形貌对齿轮振动幅值的影响程度随转速、负载等工况变化；在低速和轻载条件下，齿轮的振动响应量对分形维数和分形粗糙度更敏感，即，在该工况下，齿面微观形貌对系统振动特性的影响不可忽略。

点击阅读全文

《国际机械系统动力学学报（英文）》（International Journal Mechanical System Dynamics, IJMSD ）由来自18个国家的21位院士、17位国际学会主席、20位国际期刊主编等69位科学家和国际出版巨头美国Wiley出版社合作创立。IJMSD 旨在为用机械系统动力学科学与技术为提升现代装备设计、制造、试验、评估和使用全生命周期性能提供先进的理论、软件、方法、器件、标准，为全球科学家和工程专家提供广泛的机械系统动力学国际交流平台。IJMSD 强调从“系统”视角及系统级工具理解动力学，所涉及的机械系统不仅包括各种不同尺度的机械系统和结构，还包括具有多物理场/多学科特征的综合机械系统。

点击投稿