三自由度齒輪系統(tǒng)動力學研究及其參數(shù)匹配.pdf

1、齒輪傳動系統(tǒng)在運行過程中，不僅要考慮齒輪在嚙合時與嚙合有關的靜態(tài)傳遞誤差、時變嚙合剛度、齒側間隙，還要考慮與承載齒輪的軸有關的支撐剛度、阻尼和軸承徑向間隙。因此，只考慮齒輪嚙合的模型就不能滿足需要，必須引進三自由度齒輪動力學模型。由于齒輪在運行中有多種非線性參數(shù)共同作用，在傳動過程中會出現(xiàn)非常復雜的動力學現(xiàn)象，導致機械系統(tǒng)不規(guī)則的振動和噪音。由于在三自由度齒輪系統(tǒng)中引進了更多的非線性參數(shù)，研究參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的機制對控制和預測機械振

2、動沖擊和噪音具有較大的理論價值和實際的意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究齒輪系統(tǒng)處于傳動中的建模方法，選取其動力學模型。考慮影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的各種非線性因素，主有軸承徑向間隙、齒側間隙、時變嚙合剛度和傳遞誤差，通過集中質量法建立系統(tǒng)運動的微分方程，并對其進行無量綱化，以此作為研究具有三個自由度包含與軸作用的齒輪傳動系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎。⑵通過定性與定量的方式研究對處于各個參數(shù)改變下齒輪系統(tǒng)動力學穩(wěn)定性。利用四階變步長Runge-Ku

3、tta法對系統(tǒng)進行數(shù)值仿真，得到在參數(shù)變化下系統(tǒng)的運動相圖、Poincaré映射圖、最大Lyapunov指數(shù)和最大動載荷，對系統(tǒng)的參數(shù)進行混沌與分岔的研究。主要分析激勵頻率、支承剛度、齒側間隙、軸承徑向間隙、外載荷力和嚙合剛度的幅值參數(shù)等引起系統(tǒng)混沌與分岔的途徑。⑶對系統(tǒng)選取的一組合理參數(shù)區(qū)間進行動力學分析。并利用增加一個余弦外載荷力對齒輪系統(tǒng)的混沌區(qū)域進行混沌控制研究。⑷利用系統(tǒng)的雙參數(shù)平面圖，研究系統(tǒng)在雙參數(shù)平面上的參數(shù)合理匹配區(qū)間