Principes de base de la dynamique de la transmission par engrenages

1.1 Principes de base de l'engrènement des engrenages

• Raideur d'engrènement : La raideur d'engrènement variable dans le temps est la principale source d'excitation pour les vibrations du système d'engrenages.Erreur de transmission : Causée par les erreurs de fabrication, les erreurs d'assemblage et la déformation élastique.
• Jeu : Un facteur clé contribuant aux vibrations non linéaires.Effet de frottement : Affecte les caractéristiques d'amortissement du système.
• 1.2 Sources d'excitation typiques des systèmes d'engrenagesExcitations internes
• Raideur d'engrènement variable dans le tempsErreur de transmission

Impact d'engrènement

Non-linéarité du jeu

• Excitations externes
• Fluctuation du couple d'entrée
• Variation de la charge
• Vibration de base

Modèles dynamiques des systèmes de transmission par engrenages

• 2.1 Modèles à paramètres localisés
• Modèle couplé translationnel-torsionnel
• Ce modèle prend en compte l'effet de couplage entre les vibrations translationnelles et torsionnelles des engrenages, permettant une description plus précise du comportement dynamique du système.

2.2 Modèles par éléments finis

Pour les systèmes d'engrenages complexes, la méthode des éléments finis est employée pour établir des modèles détaillés, qui offrent les avantages suivants :

Prise en compte précise de la déformation élastique des dents d'engrenage.

Cependant, ces modèles nécessitent une grande quantité de calculs et conviennent à l'analyse statique et basse fréquence.

• En combinant la méthode de la dynamique multicorps, ce qui suit peut être réalisé :
• Prise en compte de la flexibilité de chaque composant du système de transmission.

Être adapté à la simulation dynamique de systèmes d'engrenages complexes.

• 3.1 Analyse des caractéristiques naturelles
• Grâce à l'analyse des valeurs propres, les paramètres suivants du système peuvent être obtenus :
• Fréquence naturelle

Mode de forme

Vitesse critique

• Les principales méthodes d'analyse comprennent :
• Analyse fréquentielle : Identifie les caractéristiques de résonance du système.
• Analyse temporelle : Révèle le comportement dynamique non linéaire du système.

Analyse de sensibilité des paramètres : Identifie les principaux paramètres d'influence.

• Phénomène de saut : Une caractéristique non linéaire où l'amplitude de la réponse change brusquement.Bifurcation et chaos : Comportements dynamiques complexes qui se produisent dans des conditions de paramètres spécifiques.
• Résonance sous-harmonique : Réponse vibratoire avec des fréquences multiples fractionnaires.Contrôle des vibrations et du bruit des systèmes d'engrenages
• 4.1 Mécanisme de génération des vibrations et du bruitBruit structurel : Rayonné par la vibration du carter d'engrenages.

Bruit aérien : Généré directement pendant le processus d'engrènement des engrenages.

• Les principales composantes de fréquence sont la fréquence d'engrènement et ses harmoniques.4.2 Mesures de réduction des vibrations et du bruit
• Optimisation de la conceptionConception de modification (modification du profil de la dent, modification de la direction de la dent).
• Optimisation des paramètres (module, angle d'hélice, etc.).Sélection des matériaux

Utilisation de matériaux à fort amortissement.

Application de matériaux composites.

• Technologie de contrôle actifContrôle actif de l'amortissement.
• Application d'actionneurs électromagnétiques.Méthodes et applications d'analyse modernes

Analyse modale expérimentale : Identifie les paramètres dynamiques du système réel.

Analyse de la déflexion opérationnelle : Mesure les caractéristiques de vibration du système dans des conditions de fonctionnement.

• Technologie du jumeau numérique : Permet la prédiction combinée virtuel-réel des performances dynamiques.
• Conclusion

La recherche sur la dynamique des systèmes de transmission par engrenages est cruciale pour améliorer les performances des équipements mécaniques. Avec le développement de la technologie informatique, de la technologie des tests et de la technologie des matériaux, les théories et les méthodes de la dynamique des systèmes d'engrenages continueront à être améliorées, fournissant une base théorique et un support technique plus fiables pour la conception de transmissions par engrenages à hautes performances. À l'avenir, l'accent devrait être mis sur la prédiction précise des comportements dynamiques non linéaires, les méthodes de contrôle intelligentes et la garantie des performances dynamiques sur tout le cycle de vie.