Gear Whine | A Static FEM Perspective on Transmission Error

Описание: In questo video analizziamo il fenomeno del gear whine da un punto di vista FEM statico, utilizzando un modello pignone–cremagliera a denti dritti con corpi deformabili.

Attraverso un’analisi statica non lineare a rotazione imposta, mostro come:
la forza normale di contatto tra i denti vari durante l’ingranamento,
la variazione della rigidezza di contatto e del carico influenzi la risposta del sistema,
sia possibile ottenere una stima del Transmission Error statico (STE) a partire dal confronto tra cinematica ideale e risposta reale.

Sebbene il modello sia statico, i risultati evidenziano come:
la variazione della forza di ingranamento,
la rigidezza di contatto,
e la componente periodica del Transmission Error

rappresentino sorgenti fondamentali di eccitazione per il gear whine e per le analisi NVH successive.

🎯 L’obiettivo del video è mostrare come anche una semplice analisi FEM statica, se correttamente impostata, possa fornire insight fisici chiave sul comportamento vibro-acustico degli ingranaggi.

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In this video, we investigate gear whine from a static FEM perspective, using a rack and pinion gear model with deformable bodies.

Through a nonlinear static analysis with imposed rotation, I show how:
the normal contact force evolves during gear meshing,
contact stiffness and load variation affect the mechanical response,
a static Transmission Error (STE) can be estimated by comparing ideal kinematics with the actual FEM response.

Although the analysis is static, the results clearly highlight how:
meshing force variation,
contact stiffness changes,
and the periodic component of the Transmission Error
act as primary excitation sources for gear whine and subsequent NVH analyses.

🎯 The goal of this video is to demonstrate that even a static FEM model, when properly set up, can provide valuable physical insight into the vibration and noise behavior of geared systems.