直齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)安全特性研究.pdf

1、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)作為一種高效率、高平穩(wěn)性、結(jié)構(gòu)緊湊和高安全性的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，被廣泛的應(yīng)用于航天設(shè)備、高速鐵路、軍事器材和精密機(jī)床等機(jī)械行業(yè)設(shè)備中。齒輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)的振動(dòng)就越明顯，噪聲也越大。本文以常見的多級齒輪動(dòng)力系統(tǒng)為對象展開研究與分析，以非線性振動(dòng)分析理論為研究基礎(chǔ)，通過考慮綜合傳動(dòng)誤差、時(shí)變嚙合剛度和齒面摩擦等因素，建立了由簡單到復(fù)雜的直齒圓柱齒輪動(dòng)力系統(tǒng)物理模型，然后通過數(shù)值計(jì)算法得到系統(tǒng)的最大幅值響應(yīng)云圖、分岔圖、最大Lyap

2、nov指數(shù)圖、安全盆演變圖、胞映射圖和位移-時(shí)間映像圖，并分析了齒輪系統(tǒng)的全局非線性動(dòng)力學(xué)特性，可為齒輪動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化和設(shè)計(jì)提供安全性的理論依據(jù)。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　基于集中質(zhì)量法建立了單自由度齒輪動(dòng)力系統(tǒng)物理模型，借助變步長的4-5階Runge-Kutta法對系統(tǒng)的無量綱方程組進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，分析系統(tǒng)最大幅值云圖，選擇出滿足齒輪系統(tǒng)安全性的合理的扭矩和綜合誤差。再通過分析系統(tǒng)的分岔圖、相圖、截面圖和安全盆侵蝕圖，得出嚙

3、合頻率變化時(shí)對齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性和安全性能的影響。
　　隨后建立了含摩擦的單自由度齒輪動(dòng)力系統(tǒng)物理模型，通過數(shù)值計(jì)算得到了系統(tǒng)的分岔圖、相圖、最大Lyapnov指數(shù)圖和位移-時(shí)間映像圖等，得出頻率在變化的過程中邊界激變、鞍結(jié)分岔、周期分岔和Hopf分岔等形式對系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性和安全特性的影響。
　　為使系統(tǒng)更貼合實(shí)際工況，建立了含磨損的單自由度齒輪動(dòng)力系統(tǒng)物理模型，根據(jù)系統(tǒng)的多初值分岔圖，分析了系統(tǒng)隨嚙合頻率變化時(shí)存在的多吸引