齒輪傳動系統(tǒng)的非線性特性分析.pdf

1、齒輪傳動是機械傳動中非常重要的傳動形式之一,具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長等優(yōu)點。齒輪傳動系統(tǒng)是航天飛機、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械設備的壽命。齒輪系統(tǒng)主要由齒輪副、傳動軸、支撐軸承和箱體組成,也包括與齒輪傳動有關(guān)的聯(lián)軸器、飛輪、原動機和負載等。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)會導致齒輪碰撞、

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

3、傳動系統(tǒng)主要分析了在阻尼比的影響下,齒輪系統(tǒng)由穩(wěn)定的周期運動經(jīng)過倍化分岔通向混沌運動。并且通過分析齒輪系統(tǒng)在特定阻尼比下的相圖和時間響應圖來驗證了它的運動狀態(tài)。分析了系統(tǒng)的幾個主要參數(shù)對于系統(tǒng)運動的影響,對于齒輪的優(yōu)化設計及改造有一定的幫助;正交面齒輪系統(tǒng)主要分析了在激勵頻率的影響下,齒輪系統(tǒng)的運動狀態(tài),由周期運動轉(zhuǎn)變到擬周期運動再通向混沌。其中還會有一些周期窗口的出現(xiàn)。研究表明系統(tǒng)的齒側(cè)間隙對于齒輪傳動系統(tǒng)基本沒有太大的影響,也不會改