三自由度齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究及其參數(shù)匹配.pdf

1、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，不僅要考慮齒輪在嚙合時(shí)與嚙合有關(guān)的靜態(tài)傳遞誤差、時(shí)變嚙合剛度、齒側(cè)間隙，還要考慮與承載齒輪的軸有關(guān)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(jìn)三自由度齒輪動(dòng)力學(xué)模型。由于齒輪在運(yùn)行中有多種非線性參數(shù)共同作用，在傳動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)非常復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)械系統(tǒng)不規(guī)則的振動(dòng)和噪音。由于在三自由度齒輪系統(tǒng)中引進(jìn)了更多的非線性參數(shù)，研究參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的機(jī)制對(duì)控制和預(yù)測(cè)機(jī)械振

2、動(dòng)沖擊和噪音具有較大的理論價(jià)值和實(shí)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(dòng)中的建模方法，選取其動(dòng)力學(xué)模型?？紤]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(cè)間隙、時(shí)變嚙合剛度和傳遞誤差，通過集中質(zhì)量法建立系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的微分方程，并對(duì)其進(jìn)行無量綱化，以此作為研究具有三個(gè)自由度包含與軸作用的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。⑵通過定性與定量的方式研究對(duì)處于各個(gè)參數(shù)改變下齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。利用四階變步長Runge-Ku

3、tta法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值仿真，得到在參數(shù)變化下系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)相圖、Poincaré映射圖、最大Lyapunov指數(shù)和最大動(dòng)載荷，對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行混沌與分岔的研究。主要分析激勵(lì)頻率、支承剛度、齒側(cè)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(duì)系統(tǒng)選取的一組合理參數(shù)區(qū)間進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。并利用增加一個(gè)余弦外載荷力對(duì)齒輪系統(tǒng)的混沌區(qū)域進(jìn)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