基于光纤光栅的直齿圆柱齿轮应力修正系数优化

简介

利用光纤光栅传感器截面直径小的优势,将光纤光栅粘贴在直齿圆柱齿轮齿根过渡曲线处,测量弯曲应力将会得到比较好的测量效果。文中利用光纤光栅传感器测量了直齿圆柱齿轮弯曲应力,并对直齿圆柱齿轮弯曲应力解析计算的应力修正系数进行了优化。首先根据弹性理论的两个平面假设,提出在齿根表面一点上沿齿宽方向应力与该点至端面的距离有关,并且沿齿宽方向应力与弯曲应力的比值,在齿宽方向上服从指数函数变化规律;然后利用光纤光栅传感器,测量直齿圆柱齿轮弯曲应力;最后根据光纤光栅测量,优化直齿圆柱齿轮弯曲应力解析计算的应力修正系数。研究结果表明,直齿圆柱齿轮弯曲应力解析计算的应力修正系数取值偏大,比测量得到的应力修正系数大21.8%。直齿圆柱齿轮是最常见的传动装置基本零件,基于光纤光栅测量对直齿圆柱齿轮弯曲应力修正系数进行优化,可提高直齿圆柱齿轮强度设计的可靠性。