考慮嚙合非線性的齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是多種機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力傳遞裝置之一，隨著高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的需求越來越大，對(duì)齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)提出了更高要求，高精度、高轉(zhuǎn)速、低噪聲成為發(fā)展方向，其力學(xué)性能和工作性能對(duì)整個(gè)機(jī)器有重要影響。由于齒輪的嚙合作用，齒輪軸系的振動(dòng)特性與簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有著根本的區(qū)別，突出特征為系統(tǒng)各軸間的彎扭耦合振動(dòng)，忽略齒輪耦合振動(dòng)的影響，不僅會(huì)造成計(jì)算精度低，而且容易丟失模態(tài)耦合派生的新頻率等重要信息。因此，應(yīng)從系統(tǒng)的角度對(duì)齒輪耦合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行研究。

2、
　　本文以一個(gè)兩對(duì)斜齒輪耦合的三平行軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對(duì)象，考慮靜態(tài)傳遞誤差的影響建立了3自由度通用齒輪嚙合動(dòng)力學(xué)模型，并考慮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響，建立了平行軸系齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元模型，從固有特性和動(dòng)力學(xué)響應(yīng)兩方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分析。以線性研究為基礎(chǔ)，考慮齒側(cè)間隙、時(shí)變嚙合剛度等非線性因素，結(jié)合描述函數(shù)法，建立更符合實(shí)際的齒輪系統(tǒng)的非線性模型，基于變步長(zhǎng)Runge-Kutta數(shù)值算法求解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，分析對(duì)比系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果，探討系統(tǒng)參

3、數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。
　　首先，以齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，探討了齒輪系統(tǒng)的內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)和時(shí)變嚙合剛度產(chǎn)生的機(jī)理，對(duì)齒輪嚙合誤差進(jìn)行了分析研究，建立齒輪靜態(tài)傳遞誤差的模型。
　　其次，以斜齒輪系統(tǒng)為研究對(duì)象，考慮靜態(tài)傳遞誤差、輸入輸出轉(zhuǎn)矩等建立三自由度通用平行軸齒輪動(dòng)力學(xué)嚙合模型。同時(shí)，結(jié)合描述函數(shù)法理論，建立齒輪系統(tǒng)的非線性數(shù)學(xué)模型，提出在齒側(cè)間隙和時(shí)變嚙合剛度下的非線性齒輪-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的強(qiáng)迫響應(yīng)分析的方法。
　　第三

4、，以工程中的膨脹機(jī)子系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)彎-扭耦合齒輪系統(tǒng)進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)分析，根據(jù)不平衡分析結(jié)果求得系統(tǒng)的隔離裕度，基于API617標(biāo)準(zhǔn)判斷膨脹機(jī)系統(tǒng)是否安全。
　　第四，考慮齒輪耦合和不耦合兩種情況，分析不平衡響應(yīng)曲線及最大振動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)象，對(duì)照固有頻率，識(shí)別出齒輪-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)產(chǎn)生共振峰的機(jī)理，同時(shí)分析系統(tǒng)參數(shù)（軸承剛度、螺旋角等）對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。
　　最后，利用非線性動(dòng)力學(xué)方程的求解方法，結(jié)合時(shí)間-位移曲線圖、相平面圖、P