直齿圆柱齿轮系统安全盆侵蚀与分岔研究

发布时间：2020-06-01 07:29

【摘要】：齿轮传动系统作为一种运行平稳、传动效率高、安全性能优良、结构紧凑的传动机构,被广泛应用于汽车、高速铁路、航天器、机床等各种机械设备中。齿轮啮合过程中振动幅值超过一定限度,会造成系统稳定性的破坏,影响机械设备的安全性能和使用寿命。齿轮系统的振动还会产生大量噪声,危害人的身心健康。研究齿轮传动系统振动发生的机理,对于提高各种机械设备的安全性能、使用寿命以及减振降噪具有重要的实际工程意义和科学价值。本文以某汽车齿轮箱中的单级直齿圆柱齿轮系统为对象展开研究。遵循由简单到复杂的研究规律,分别研究了单自由度齿轮传动系统、三自由度齿轮传动系统、齿轮-转子传动系统的安全盆侵蚀与分岔。本文的主要研究内容如下:第一,介绍了单自由度齿轮传动系统的扭转振动模型,该模型综合考虑了齿侧间隙和综合传递误差等非线性因素。根据模型的无量纲化过程及赫兹公式计算得到了系统的安全域。利用数值方法分析了系统随不同参数变化的安全盆侵蚀与分岔过程,结合系统的相图以及Poincare截面图对安全盆内运动类型的周期性和安全性进行分析,并通过系统随参数变化的多初值分岔图研究安全盆侵蚀与分岔的演变规律,再基于最大Lyapunov指数分析了系统运动的稳定性。最终得到了不同参数变化下单自由度齿轮传动系统安全盆侵蚀与分岔的演变规律。第二,描述了三自由度齿轮传动系统的动力学模型,该模型考虑了主、从动轴上轴承的位移及其对齿轮的作用力。在单自由度齿轮传动系统的研究方法的基础上,进一步分析了不同参数下三自由度系统的安全盆侵蚀与分岔的演变规律,设计齿轮时应尽量保证这些参数在合理的范围内。同时总结了系统发生安全盆侵蚀与分岔的原因,以及不同分岔类型对安全盆分岔的影响规律。第三,介绍了齿轮-转子传动系统的动力学模型,该模型将连接在齿轮输入、输出轴上的电机及其他部件抽象为与齿轮轴连接的转子。分析了不同参数下齿轮-转子系统的安全盆侵蚀与分岔过程,得到了系统安全特性的演变规律。同时发现系统中出现了更加复杂的非线性动力学行为,包括概周期运动、Hopf分岔等。本文的研究结果可为直齿圆柱齿轮系统参数的设计和选择提供指导,为设计平稳性能好、噪声低的齿轮系统提供理论依据。另外,本论文中安全盆侵蚀与分岔的研究方法可为其它非线性系统的研究提供参考。
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逦天津工业大学硕士学位论文逦逡逑１．４本文的主要技术路线逡逑１．４．１研究目标逡逑在现有的研究方法基础上进行修正和完善，得到本文中对直齿圆柱齿轮系统逡逑的研宄方法。再分别以单自由度齿轮传动系统、三自由度齿轮传动系统及齿轮－逡逑转子传动系统为对象，研究随着参数变化系统的安全盆侵蚀与分岔。得到系统安逡逑全特性在参数变化下的演变规律，为齿轮系统设计的参数选择和性能优化提供理逡逑论指导。同时总结三自由度齿轮传动系统及齿轮－转子传动系统与单自由度齿轮逡逑传动系统相比安全盆侵蚀与分岔过程有何不同，对出现的不同规律进行总结归纳。逡逑为其它非线性系统安全盆侵蚀与分岔的研究提供思路。本文的总体研究方案框架，逡逑如图１－１所示。逡逑

示整个胞的性质）进行迭代，以此计算系统的多初值分周期分岔图。逡逑１．５本文的主要研究内容逡逑本文把单级定轴直齿圆柱齿轮系统作为研究对象，系统的示意图如图１－２，逡逑按照循序渐进的研宄规律，由简单到复杂，借助相图、Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面图、多初值逡逑分岔图、ＴＬＥ图等数值计算方法，，分别对单自由度齿轮传动系统、三自由度齿轮逡逑传动系统及齿轮？转子传动系统的安全盆侵蚀与分岔进行研宄。论文内容共有五逡逑章，每章内容概要如下：逡逑

本文编号：2691155