考慮摩擦和間隙的輪齒沖擊行為建模與分析.pdf

1、本文根據(jù)非線性動力學的相關理論,利用定性和定量的方法對含真實時變剛度、真實靜態(tài)傳動誤差、齒面摩擦以及齒側間隙的齒輪傳動系統(tǒng)的非線性動力學特性進行了研究,論文主要內(nèi)容如下:
　　 1.建立了包含真實時變剛度、真實靜態(tài)傳動誤差以及齒面摩擦等在內(nèi)的齒輪扭轉振動模型。假設輪齒在嚙合線上勻速運動和摩擦系數(shù)為常數(shù),推導出嚙合過程中摩擦力的表達式,并考慮齒輪傳動中的時變參數(shù)——嚙合剛度和靜態(tài)傳動誤差,將其代入到齒輪副扭轉振動模型中,推導出了系

2、統(tǒng)的動力學微分方程。
　　 2.針對所建立的齒輪非線性動力學模型分別應用解析法和數(shù)值法進行求解分析。在應用解析方法之前,利用簡單的傅里葉級數(shù)表達時變剛度和靜態(tài)傳動誤差,并應用高次多項式擬合分段非光滑的輪齒間隙函數(shù),推導出系統(tǒng)分別在主共振和1/2亞諧共振情況下的幅頻函數(shù),揭示了系統(tǒng)的一些非線性現(xiàn)象,如亞諧響應,跳躍和分岔。針對真實時變參數(shù)下的離散動力學模型,應用數(shù)值法分析系統(tǒng)的動態(tài)響應以及參數(shù)的變化對系統(tǒng)動力學行為的影響,發(fā)現(xiàn)齒面

3、摩擦在節(jié)點附近的局部范圍引起動態(tài)傳動誤差和動態(tài)嚙合力的突變和附加振動,齒輪的轉速、負載力矩以及阻尼等參數(shù)對系統(tǒng)的動態(tài)響應也都具有不同程度影響。
　　 3.應用數(shù)值法對輪齒的沖擊-碰撞動力學進行了探索研究。引入考慮能量損耗的非線性彈簧-阻尼接觸模型,將輪齒嚙合過程簡化為兩側彈性碰撞的連續(xù)動力學模型,應用接觸碰撞理論、非線性理論和數(shù)值方法研究了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應及能量損耗的頻率分岔,數(shù)值結果表明系統(tǒng)具有非常復雜的動力學特性,隨著參數(shù)的變