齿轮传动系统的非光滑分岔行为研究

发布时间：2017-05-02 02:11

  本文关键词：齿轮传动系统的非光滑分岔行为研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮传动系统在工作过程中出现的非光滑振动行为会严重影响生产效率和产品质量,因此对齿轮传动系统振动行为的研究具有重要的现实意义。本课题以齿轮传动系统为研究对象,以非光滑特性为研究重点,分析齿侧间隙对齿轮传动系统非光滑动力学行为的影响;同时从含齿轮传动的轧机系统的角度出发,研究轧辊与轧件之间的摩擦对系统非光滑动力学行为的影响。首先,考虑齿轮传动中的间隙、时变刚度、时变误差,以及油膜因素的影响,应用弹流润滑(EHL)与Grubin理论,根据Newton定律,建立了一类含间隙非光滑特性的齿轮传动系统的动力学方程。在相对转动过程中,间隙的出现会导致系统的动力学行为发生改变,使系统由啮合状态转变为碰撞状态。为分析间隙出现的瞬间(即擦边状态)及其前后的局部动态特性,建立了零时间不连续映射(ZDM)以及Poincare映射,并结合碰撞理论以及Floquet理论对擦边分岔进行了预测分析。最后通过数值仿真验证理论的正确性。其次,综合考虑齿轮传动过程中轧辊与轧件之间的摩擦因素、齿轮副的扭转振动以及轧辊的水平振动,根据Newton定律,建立了一类扭转与水平耦合振动的轧机系统的动力学方程。运用Hopf分岔定理对其自治系统平衡点稳定性进行分析,运用Filippov凸方法对系统进行集值扩展,给出轧辊与轧件产生粘着(滑动分岔)的理论条件,利用所给出的理论条件对系统滑动分岔进行数值预测。运用Floquet理论对其非自治系统周期解稳定性进行分析,并比较自治和非自治情况下,混合摩擦系数对系统动力学行为的影响。最后通过数值仿真验证上述理论的正确性。
【关键词】：齿轮传动系统 非光滑 间隙 擦边分岔 滑动分岔
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 齿轮传动系统概述11-12
• 1.3 非光滑动力系统概述12
• 1.4 课题研究现状12-16
• 1.4.1 齿轮振动研究现状12-14
• 1.4.2 擦边分岔研究现状14-15
• 1.4.3 滑动分岔研究现状15-16
• 1.5 本文的主要内容16-17
• 第2章 非光滑齿轮传动系统基本理论17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 齿轮传动系统动态激励17-21
• 2.2.1 齿轮传动内部激励17-19
• 2.2.2 齿轮传动外部激励19-21
• 2.3 非光滑动力系统基本理论21-24
• 2.3.1 非光滑动力系统分类21-23
• 2.3.2 非光滑动力系统分岔形式23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 含间隙非光滑特性的齿轮传动系统擦边分岔研究25-38
• 3.1 引言25
• 3.2 间隙非光滑齿轮传动系统动力学模型25-29
• 3.3 擦边分岔机理分析29-34
• 3.3.1 擦边条件30
• 3.3.2 ZDM的建立30-32
• 3.3.3 Poincare映射32-33
• 3.3.4 擦边分岔分析33-34
• 3.4 数值分析34-36
• 3.5 本章小结36-38
• 第4章 轧机主传动扭转－水平耦合振动系统的滑动分岔研究38-53
• 4.1 引言38
• 4.2 摩擦动力学模型38-41
• 4.3 自治系统分析41-49
• 4.3.1 平衡点以及Hopf分岔分析41-43
• 4.3.2 滑动分岔分析43-49
• 4.4 非自治系统分析49-52
• 4.4.1 周期解稳定性分析49-50
• 4.4.2 滑动准周期运动50-52
• 4.5 本章小结52-53
• 结论53-55
• 参考文献55-60
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果60-61
• 致谢61-62
• 作者简介62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 丁旺才;张有强;张庆爽;;含干摩擦振动系统的非线性动力学分析[J];工程力学;2008年10期

2 曾作钦;赵学智;;啮合刚度及啮合阻尼对齿轮振动影响的研究[J];机床与液压;2010年05期

3 何航红;;齿侧间隙对齿轮系统动力学行为的影响[J];机械设计与制造;2012年07期

4 张锁怀,沈允文,董海军,刘梦军;单级齿轮系统拍击特性研究[J];机械工程学报;2003年03期

5 郜志英,沈允文,董海军,刘梦军;齿轮系统倍周期分岔和混沌层次结构的研究[J];机械工程学报;2005年04期

6 ;Coupling Dynamic Model of Chatter for Cold Rolling[J];Journal of Iron and Steel Research(International);2010年12期

7 李群宏;闫玉龙;韦丽梅;秦志英;;非线性传送带系统的复杂分岔[J];物理学报;2013年12期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 曾春;冷轧平整机轧辊表面振纹产生机理及试验研究[D];武汉理工大学;2010年

  本文关键词：齿轮传动系统的非光滑分岔行为研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：340100