以渐开线直齿圆柱齿轮啮合副为研究对象,采用有限元法计算了含齿根裂纹的故障齿的啮合刚度,分析了齿面接触应力分布特性,载荷的齿向分配特征以及载荷在齿面上随裂纹深度与裂纹角度变化时的分配比例关系,对比研究了齿根裂纹深度和裂纹角度变化对齿轮啮合刚度的影响。计算结果表明裂纹深度引起的啮合刚度变化相比裂纹角度引起的刚度变化明显,单齿啮合状态下刚度的变化更为突出;裂纹深度相比裂纹角度载荷分配系数变化剧烈;裂纹深度与裂纹角度引起的齿面应力变化相比正常齿显著;齿面间载荷分配呈非线性变化。

以单级圆柱齿轮减速器为研究对象，综合考虑齿轮时变啮合刚度及误差激励的影响建立了传动系统动力学模型。以轴承动载荷为激励，采用FEM／BEM方法对减速器振动噪声辐射进行了分析，得到了齿轮箱节点动响应时域历程及声场场点噪声谱，论述了激励中各谐波成分对齿轮箱振动噪声辐射的影响。对多工况下齿轮箱振动噪声辐射进行了计算，就转速及负载对减速器振动噪声的影响做出了分析，得到了系统动载荷随转速的变化规律，噪声辐射随负载变化规律以及齿轮箱共振频带分布，为减速器的减振降噪设计提供了理论基础。