齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性特性分析.pdf

1、齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中非常重要的傳動(dòng)形式之一,具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是航天飛機(jī)、高速列車中不可或缺的組成部分。因此,齒輪系統(tǒng)的工作性能和使用壽命直接影響了這些機(jī)械設(shè)備的壽命。齒輪系統(tǒng)主要由齒輪副、傳動(dòng)軸、支撐軸承和箱體組成,也包括與齒輪傳動(dòng)有關(guān)的聯(lián)軸器、飛輪、原動(dòng)機(jī)和負(fù)載等。由于制造過程中誤差的存在,安裝誤差和工作環(huán)境中摩擦力的影響,齒輪系統(tǒng)中會(huì)不可避免的出現(xiàn)齒側(cè)間隙和軸承徑向間隙,這些間隙的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致齒輪碰撞、

2、振動(dòng)和噪音的產(chǎn)生。在這種環(huán)境背景下,研究齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的耦合振動(dòng)非線性特性對(duì)于齒輪系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及制造具有一定的實(shí)用價(jià)值。
　　論文采用集中參數(shù)法分別建立了單級(jí)齒輪傳動(dòng)力學(xué)模型和五自由度的正交面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)模型。通過對(duì)齒輪副嚙合受力分析,根據(jù)牛頓定律建立了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的微分方程,并且對(duì)微分方程進(jìn)行了無量綱化。利用自適應(yīng)步長(zhǎng)的龍格庫塔數(shù)值積分法對(duì)齒輪系統(tǒng)的無量綱化方程進(jìn)行數(shù)值分析,畫出了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的分岔圖、相圖和時(shí)間響應(yīng)圖。單級(jí)齒輪

3、傳動(dòng)系統(tǒng)主要分析了在阻尼比的影響下,齒輪系統(tǒng)由穩(wěn)定的周期運(yùn)動(dòng)經(jīng)過倍化分岔通向混沌運(yùn)動(dòng)。并且通過分析齒輪系統(tǒng)在特定阻尼比下的相圖和時(shí)間響應(yīng)圖來驗(yàn)證了它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。分析了系統(tǒng)的幾個(gè)主要參數(shù)對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的影響,對(duì)于齒輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)及改造有一定的幫助;正交面齒輪系統(tǒng)主要分析了在激勵(lì)頻率的影響下,齒輪系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),由周期運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變到擬周期運(yùn)動(dòng)再通向混沌。其中還會(huì)有一些周期窗口的出現(xiàn)。研究表明系統(tǒng)的齒側(cè)間隙對(duì)于齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)基本沒有太大的影響,也不會(huì)改