摘要:根据国际标准化组织（international organization for standardization, 简称ISO）和美国齿轮制造者协会（American gear manufacturers association,简称AGMA）关于渐开线圆柱齿轮强度的计算方法，在计算单个齿轮齿根弯曲应力时，可将轮齿简化为一悬臂梁。基于此，提出了一种齿根弯曲应力在线检测的新方法，利用光纤布拉格光栅（fiber Bragg grating，简称FBG）的应变特性和齿轮传递扭矩时轮齿产生的挠度，将齿根弯曲应力的测量转化为光栅反射波长的测量，通过对反射波长的实时解调，能够实现对运行中齿轮的齿根弯曲应力进行实时在线检测。通过对一对渐开线圆柱尼龙斜齿轮进行分析，并在1~18 N·m扭矩范围进行实验，结果表明该方法能够准确测量齿根的弯曲应力，灵敏度高达70pm/MPa，线性拟合度达0.99以上，且响应速度快。利用光纤光栅准确检测齿轮运行时的齿根弯曲应力，不但能够代入实际工况实现在线检测，同时对齿轮的设计和故障诊断具有指导意义。