齒輪系統(tǒng)的非線性動力學建模與分析.pdf

1、本文針對單級齒輪傳動系統(tǒng)，建立了不同的非線性動力學模型，并以非線性振動理論為基礎，分別用定性及定量的方法研究了參數(shù)對系統(tǒng)非線性振動特性的影響。全文主要分為以下幾部分：
　?。?）綜合考慮了摩擦、時變剛度及齒側(cè)間隙等非線性因素，并利用周期擴大法的思想對相關參數(shù)進行擴大周期處理，進而建立了單對齒輪的六自由度強非線性動力學模型。
　　（2）結合相圖、分岔圖、FFT頻譜圖、Poincare截面圖及Lyapunov指數(shù)等分析了摩擦、齒

2、側(cè)間隙、載荷比、支承剛度和阻尼對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應的影響。發(fā)現(xiàn)：摩擦的增大可能使系統(tǒng)的混沌吸引子減小，但會使系統(tǒng)提前進入混沌狀態(tài)；支撐阻尼的提高會使系統(tǒng)的混沌吸引子逐步退化穩(wěn)定的周期吸引子，使系統(tǒng)運動的有序性加強；提高支撐剛度使混沌區(qū)減小且整體后移，致使系統(tǒng)推遲進入混沌，并且對齒輪的嚙合狀態(tài)有著重要影響，從而有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　?。?）引入軸及軸承非線性、動態(tài)側(cè)隙及齒輪偏心等非線性因素，并采用修正能量法建立時變剛度模型，最后建立

3、了單對齒輪系統(tǒng)較為完備的十六自由度非線性動力學模型。
　　（4）從參數(shù)全局的角度，并結合均方值曲線、最大/小值曲線、三維FFT頻譜圖等著重分析了齒側(cè)間隙、軸承間隙、裂紋及偏心對系統(tǒng)彎扭耦合振動特性的影響。發(fā)現(xiàn)：動態(tài)側(cè)隙下系統(tǒng)的主共振較無間隙時有所提前，且在進入主共振區(qū)時存在跳躍現(xiàn)象；隨著軸承間隙的增加，齒輪的徑向振動幅度加強，但扭振幅度有所降低；裂紋深度對扭轉(zhuǎn)振動的影響較徑向振動大并且裂紋的影響大小與轉(zhuǎn)速有著明顯的關系。當齒輪存在