齿轮传动系统的非线性动力学分析与振动控制研究

发布时间：2024-05-19 09:45

　　齿轮传动是应用非常广泛的机械传动部件。由于齿轮传动具有高速、重载、高精度传动等优点,被广泛地应用于冶金、电子、航空航天、化工等各个行业领域的传动装置中。随着科学技术的发展和各个领域对机械性能要求的提高,对齿轮传动的精度、速度、载重、可靠性都提出了更高的要求。由于齿轮在设计、制造、装配等过程中存在不可避免的误差,导致齿轮传动系统中存在间隙等非线性因素,从而产生啮合振动。以一对直齿圆柱齿轮副的啮合运动为模型进行了深入的研究。首先对内外部激励同时存在的齿轮非线性动力学进行研究,建模时考虑间隙、时变刚度等因素,利用增量谐波平衡法求解模型的周期解,并利用四阶变步长龙格库塔法进行数值验证。分别分析了内部激励和外部激励对齿轮啮合振动的影响,以及外部激励幅值引起的分岔和混沌现象。基于分数阶微积分理论的相关知识,研究附加粘弹性阻尼材料的直齿圆柱齿轮副的非线性动力学问题。建模时综合考虑了间隙、时变刚度、内外部激励等因素,在齿轮的辐板处附加粘弹性材料进行动力学分析,附加粘弹性材料用分数阶微分项来进行描述。通过增量谐波平衡法求得模型的近似解析解,并用幂级数法进行数值验证。与原有齿轮传动系统的啮合振动进行对比,...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1直齿圆柱齿轮副模型

图2-1直齿圆柱齿轮副模型式中aθ为主动轮角位移，bθ为从动轮角位移，aR是主动轮的基圆半径，bR是从动轮的基圆半径，aI为主动轮的转动惯量，bI为从动轮的转动惯量，aT(t)是主动轮所受扭矩，bT(t)是从动轮所受扭矩，t表示时间，K(t)是....

图2-2幅频响应曲线

如图2-2所示，并以实线来表示。同时通过四阶变步长Runge-Kutta法计算数值解并以圆圈表示，也显示在图2-2中。从图中可以看出两种方法得到的计算结果能够达到很好的吻合程度。

图2-3不同激励频率的相平面图

(c)1ω=13(d)1ω=14图2-3不同激励频率的相平面图内外部激励对动力学性能的影响据已有的研究成果可知[28,66]，阻尼比和平均载荷幅值对齿轮动力学影响。阻尼比增大，幅值会相应减小，同时也会控制齿轮系统碰撞均载荷幅值的变化会影响到齿轮系统的碰撞，调整平均载荷的....

图2-4外部激励对幅频响应的影响

图2-4外部激励对幅频响应的影响包含3个谐波分量，分别影响不同的频段。在后每个谐波分量的幅值分别变化时，利用增量谐波平线，如图2-5至图2-7所示。图2-5内部激励第1分量对幅频响应的影响

本文编号：3977943