齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)精度高,傳動(dòng)比固定,工作可靠等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用,同時(shí)齒輪的振動(dòng)和故障等問(wèn)題也備受工程人員關(guān)注。齒輪動(dòng)態(tài)嚙合變形測(cè)試,可以了解齒輪的運(yùn)行性能。了解齒輪嚙合過(guò)程中動(dòng)態(tài)變形,成為了齒輪部件優(yōu)化的主要途徑,同時(shí)也可以極大地提高齒輪性能和壽命。

齒輪嚙合分析難題
通過(guò)分析齒輪動(dòng)態(tài)嚙合變形,是了解齒輪振動(dòng)情況的有效途徑,但齒輪動(dòng)態(tài)變形計(jì)算,傳統(tǒng)的分析手段存在不少的難題:
1、理論研究和仿真驗(yàn)證,,缺乏真實(shí)加載數(shù)據(jù)驗(yàn)證
2、無(wú)法對(duì)齒輪表面進(jìn)行全場(chǎng)測(cè)量,難以記錄試樣關(guān)鍵位置的變形
3、缺少齒輪動(dòng)態(tài)嚙合力和變形情況的有效測(cè)試方法。
三維應(yīng)變測(cè)量方案
數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)(DIC)是一種出色的測(cè)量工具,既可用于測(cè)量3D中的全場(chǎng)表面位移、變形、應(yīng)變和振動(dòng)頻率,且無(wú)需與試樣接觸。新拓三維XTDIC三維光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng),通過(guò)實(shí)時(shí)采集齒輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程關(guān)鍵部位的圖像并進(jìn)行后期處理。
測(cè)試齒輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,齒輪嚙合部位在負(fù)載下的變形和應(yīng)變。另外,在施加制動(dòng)力之后,XTDIC系統(tǒng)識(shí)別并測(cè)量了齒輪的變形和頻率。該系統(tǒng)還可以用于各種準(zhǔn)靜態(tài)和其他動(dòng)態(tài)應(yīng)用,以測(cè)量沖擊響應(yīng)、碰撞測(cè)試中的部件變形、高應(yīng)變率測(cè)試等應(yīng)用場(chǎng)合。

從XTDIC三維光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)可以看出,在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,齒輪支撐負(fù)重部位變形明顯,測(cè)試數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出以驗(yàn)證FEA模型,從而有針對(duì)性地優(yōu)化齒輪結(jié)構(gòu)性能,加速產(chǎn)品的最終結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
在被測(cè)區(qū)域中,XTDIC系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果與應(yīng)變片結(jié)果基本吻合,并能提供全場(chǎng)應(yīng)變和位移數(shù)據(jù),準(zhǔn)確測(cè)得關(guān)鍵部位的應(yīng)變區(qū)域,這是應(yīng)變片測(cè)量難以實(shí)現(xiàn)的。
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