在齿轮设计与分析中,内部动载荷系数(internal dynamic factor)是一个关键参数。它考虑了与转速及载荷相关的齿轮精度影响,反映了设计和制造的综合效果。内部动载荷系数与齿轮精度和修形密切相关,旨在确保在名义传递转矩下齿轮传动的准静态误差为零。
当讨论齿轮系统的设计时,强度分析是不可或缺的,涉及到应用系数(KA)和动载荷系数(Kv)的应用。这些参数共同决定了齿轮的承载能力和使用寿命。
内部动载荷的影响因素复杂多样,包括轮体共振和系统共振。值得注意的是,B法和C法中的动载荷系数计算通常不考虑轮体共振的影响。
在计算内部动载系数时,B法采用弹簧振子模型进行计算,其刚度为轮齿的时变啮合刚度,假设阻尼为平均值,忽略了其他阻尼源如表面摩擦、阻滞效应、轴承和联轴器等的影响。这导致B法计算的动载荷可能稍高于实际值。通过进一步的简化假设,可以将B法推导至C法。
共振是影响动载荷的重要因素,特别是在齿轮副啮合频率及其谐频等于或接近齿轮系统的固有频率时。共振会导致轮齿承受高动载荷。在分析中,通过特定的公式计算啮合频率、共振圆频率以及共振转速。对于特定的齿轮参数和激励频率,共振转速可以通过公式计算得出。
临界转速比是描述小齿轮转速与共振转速关系的指标,它决定了系统是否处于共振可能发生的亚临界区。在亚临界区内,可能发生的共振情况取决于临界转速比的值。通常,当临界转速比接近特定阈值时,共振可能发生,而在其他条件下,共振的振幅较小,不会导致显著的动载荷问题。
理解内部动载荷系数及其影响因素对于设计高效、可靠且寿命长的齿轮系统至关重要。通过精确计算和合理的参数选择,可以有效地管理齿轮系统中的动载荷,确保其在各种运行条件下的安全性和性能。