多質(zhì)體多機驅(qū)動振動系統(tǒng)自同步理論研究.pdf

1、工程中有大量的振動問題需要人們研究、分析和處理，特別是近代機械結(jié)構(gòu)正向大功率、高速度、高精度、輕型化、大型化和微型化等方向發(fā)展，振動問題也就越來越突出，因此掌握振動規(guī)律就顯得十分重要了，也只有掌握了振動規(guī)律和特征以后，才能有效的利用振動有益的一面和限制振動有害的方面。
　　而偏心轉(zhuǎn)子的自同步現(xiàn)象是振動機械中著名的現(xiàn)象，它為振動機械的發(fā)展開拓了新的空間。自從發(fā)現(xiàn)機械系統(tǒng)的振動同步現(xiàn)象以來，自同步振動系統(tǒng)的機電耦合特性的研究已經(jīng)有了近

2、半個世紀的歷史，國內(nèi)外振動同步理論學者對自同步振動理論的發(fā)展做出了卓越的貢獻，積累了大量的有價值的研究成果?，F(xiàn)如今，振動機械已廣泛的運用到現(xiàn)實生活中。但是，從振動同步理論的發(fā)展過程來看，到現(xiàn)階段，所建立的理論基礎(chǔ)大多以雙偏心轉(zhuǎn)子相位為參數(shù)，而對于多偏心轉(zhuǎn)子如四個偏心轉(zhuǎn)子相位為參數(shù)的研究很少。
　　而在生產(chǎn)實際過程中，四機同步振動系統(tǒng)具有很多突出的有利于生產(chǎn)實際的優(yōu)點，因此，利用機電耦合理論，進一步研究振動同步系統(tǒng)的動力學特征，發(fā)展

3、、加深自同步振動理論，建立遠共振系統(tǒng)的同步理論，為此類機械系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試提供理論依據(jù)來指導生產(chǎn)實際，具有非常重要的理論研究意義和工程實際應(yīng)用價值。
　　本文研究了多質(zhì)體多機驅(qū)動振動系統(tǒng)同步理論，主要完成了以下幾個方面的工作:
　　(1)三質(zhì)體四機驅(qū)動振動系統(tǒng)（這里指圓運動）自同步理論研究。
　　1)對慣性系統(tǒng)偏心轉(zhuǎn)子的受力情況進行了分析，運用位移矢量坐標求得系統(tǒng)動能、勢能和能量逸散函數(shù)，并代入拉格朗日方程，得出了同向

4、圓運動四機驅(qū)動振動系統(tǒng)的數(shù)學模型。
　　2)運用機電耦合理論對四偏心轉(zhuǎn)子的耦合動力學特性進行分析，把四偏心轉(zhuǎn)子的同步問題轉(zhuǎn)化成角速度擾動參數(shù)的無量綱微分方程0值解存在與穩(wěn)定性問題。上述無量綱方程0值解穩(wěn)定性問題可以分解成廣義系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題和相位差擾動參數(shù)一階微分方程系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。四偏心轉(zhuǎn)子的耦合動力學特性包括慣性耦合、角速度的剛度耦合和負載耦合。無量綱慣性耦合矩陣是對稱的，角速度的無量綱剛度耦合矩陣是反對陳的，并且它的對角元素

5、都是負值。
　　3)當無量綱慣性耦合矩陣正定時，角速度擾動參數(shù)無量綱方程廣義系統(tǒng)能夠自動滿足李雅普諾夫普遍方程，并且它的元素都是正的。使用勞斯—胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)可以獲得相位差擾動參數(shù)微分方程的穩(wěn)定性條件。負載耦合轉(zhuǎn)矩使振動系統(tǒng)有一個運動選擇性的動力學特性，并且這種動力學特性也決定了四偏心轉(zhuǎn)子的自同步。當兩個相位角的耦合余弦影響指數(shù)都大于0并且三個同步性指數(shù)都遠遠大于1時，振動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)主剛體的橢圓運動。
　　4)數(shù)值計算

6、結(jié)果表明，給定機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)能夠保證無量綱耦合矩陣總是正定的。計算機仿真也證明了上述理論的正確性。
　　(2)帶有隔振的三質(zhì)體四機驅(qū)動振動系統(tǒng)自同步理論研究。
　　1)以一個隔振體上的兩對自同步機為例，建立隔振系統(tǒng)的動力學模型，把我們以前研究的兩振動體的同步問題擴展為多偏心轉(zhuǎn)子振動系統(tǒng)的自同步問題。
　　2)使用改進的小參數(shù)平均法推導出四偏心轉(zhuǎn)子擾動參數(shù)的無量綱耦合微分方程。進而把四偏心轉(zhuǎn)子的同步問題轉(zhuǎn)換成整個系統(tǒng)