Issue |
Mécanique & Industries
Volume 8, Number 4, Juillet-Août 2007
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Page(s) | 357 - 364 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/meca:2007058 | |
Published online | 13 November 2007 |
Étude théorique et expérimentale du comportement non-linéaire d'un engrenage droit induit par le jeu entre dents
Theoretical and experimental study of the nonlinear behaviour of a spur gear pair induced by tooth backlash
1
Laboratoire de Tribologie et Dynamiques des Systèmes, UMR 5513,
École Centrale de Lyon, 69134 Écully Cedex, France
2
Department of Mechanical Engineering, The Ohio State University, Columbus, OH 43210-4678, USA
Auteur de correspondance : joel.perret-liaudet@ec-lyon.fr
Reçu :
23
Novembre
2006
Accepté :
29
Mai
2007
Nous nous intéressons dans cette étude à un modèle dynamique non-linéaire d'un engrenage droit à un degré de liberté. Ce modèle permet de prendre en compte la présence du jeu entre dents ainsi que la non-linéarité de la raideur d'engrènement associée à l'évolution instantanée du nombre de dents en prise. Notre étude concerne le cas d'engrenages corrigés par des corrections linéaires en tête de denture ainsi que des engrenages non corrigés. Le but de cette étude a été d'analyser la pertinence de ce modèle vis-à-vis de résultats expérimentaux mettant en œuvre un banc d'essais dont les caractéristiques, notamment aux niveaux de la micro-géométrie des dentures, sont parfaitement contrôlées. En conclusion, les résultats comparatifs sont encourageants, même si nous n'avons pas pu reproduire par simulation certains phénomènes non-linéaires observés. Parmi ceux-ci, on peut citer le cas de la cascade harmonique observée sur un engrenage corrigé et prenant naissance au niveau de la résonance principale.
Abstract
We are interesting in this study by a non-linear dynamic modelling of spur gears. This model allows to take into account the tooth backlash and also the non-linearity of the meshing stiffness associated to the instantaneous change of the number of teeth in contact. Our study concerns spur gears possessing, or not, modifications in form of linear tip relief. The goal was to analyse the ability of the introduced modelling for reproducing experimental results. These experimental results were obtained on a convenient test device for which characteristics, in particular the micro geometry of teeth, are perfectly controlled. To conclude, comparative results are encouraging even if several experimental non-linear phenomena are not reproduced by numerical simulations. Among these, one can cite the case of the period doubling route which takes place, for the analysed corrected gear, on the primary resonance.
Mots clés : Engrenage / raideur d'engrènement / jeu / vibration / non-linéaire / impact / modèle / expérimental
Key words: Gear / meshing stiffness / backlash / vibration / non-linear / impact / modelling / experimental
© AFM, EDP Sciences, 2007
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