行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與分岔特性研究.pdf

1、本文對(duì)單級(jí)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與分岔特性進(jìn)行了研究，主要包括行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)建模、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定性與分岔以及振動(dòng)強(qiáng)度的穩(wěn)定性三方面內(nèi)容。其中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的穩(wěn)定性與分岔包括確定參數(shù)下的共存周期軌道及其穩(wěn)定性判斷、周期軌道穩(wěn)定性的局部分岔特性、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的全局分岔特性、共存周期軌道的全局吸引域；振動(dòng)強(qiáng)度的穩(wěn)定性研究內(nèi)容包括振動(dòng)強(qiáng)度的參數(shù)穩(wěn)定性域計(jì)算、動(dòng)態(tài)均載性能以及嚙合沖擊特性的研究。
　　在動(dòng)力學(xué)模型的研究中，建立了行星

2、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的純扭轉(zhuǎn)非線性動(dòng)力學(xué)模型和彎扭耦合非線性動(dòng)力學(xué)模型，分別用于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的穩(wěn)定性研究和振動(dòng)強(qiáng)度的穩(wěn)定性研究，并通過動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證了純扭轉(zhuǎn)非線性動(dòng)力學(xué)模型在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)定性研究方面的有效性。
　　在確定參數(shù)下共存周期軌道及其穩(wěn)定性的研究中，采用偽不動(dòng)點(diǎn)追蹤法計(jì)算了多組參數(shù)組合下行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)共存的周期軌道，并采用Floquet穩(wěn)定性理論判斷了各共存周期軌道的穩(wěn)定性。研究表明，在某些確定參數(shù)組合下，行星齒輪系統(tǒng)會(huì)共存多個(gè)周期軌道

3、，這些周期軌道有的穩(wěn)定，有的不穩(wěn)定；轉(zhuǎn)速、傳遞功率以及嚙合相對(duì)阻尼系數(shù)等系統(tǒng)參數(shù)會(huì)對(duì)共存周期軌道的數(shù)量、形態(tài)以及穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
　　在周期軌道穩(wěn)定性局部分岔特性的研究中，采用CPNF方法研究了行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)周期軌道的穩(wěn)定性隨轉(zhuǎn)速、傳遞功率以及嚙合相對(duì)阻尼系數(shù)等系統(tǒng)參數(shù)的局部分岔規(guī)律。獲得了行星齒輪非線性動(dòng)力系統(tǒng)周期軌道的形態(tài)和穩(wěn)定性隨系統(tǒng)參數(shù)的變化規(guī)律以及各種周期軌道之間的分岔途徑，確定了不同參數(shù)區(qū)間與各種周期運(yùn)動(dòng)之間的映射關(guān)

4、系。
　　在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)全局分岔特性的研究中，通過運(yùn)動(dòng)時(shí)域圖、相圖、Poincaré映射圖、全局分岔圖等手段，定性研究了行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的穩(wěn)定性隨轉(zhuǎn)速、傳遞功率以及嚙合相對(duì)阻尼系數(shù)等參數(shù)的全局分岔特性，獲得了不同參數(shù)組合下系統(tǒng)所呈現(xiàn)的形態(tài)豐富的奇怪吸引子，確定了系統(tǒng)通往混沌的道路。
　　在共存周期軌道全局吸引域的研究中，采用Poincaré型胞映射法研究了行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在一組典型參數(shù)下的具有運(yùn)動(dòng)長期穩(wěn)定性的共存周期軌道

5、及其吸引域，實(shí)現(xiàn)了對(duì)周期軌道穩(wěn)定程度的量化評(píng)價(jià)，給出了行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在該組設(shè)計(jì)參數(shù)下的周期軌道所能承受的擾動(dòng)范圍。
　　在振動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)穩(wěn)定域的研究中，提出了一種行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)穩(wěn)定域的計(jì)算方法，并以此定量計(jì)算了行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)于太陽輪轉(zhuǎn)速、齒側(cè)間隙以及齒輪副嚙合相對(duì)阻尼系數(shù)等不同參數(shù)組合下的穩(wěn)定域、不穩(wěn)定域以及二者之間的分界線，獲得了易于導(dǎo)致振動(dòng)強(qiáng)度失穩(wěn)的各種系統(tǒng)參數(shù)組合。
　　在動(dòng)態(tài)均載性能以及嚙合沖擊特性的研究中