基于齿面摩擦的人字齿轮副动力学特性分析
发布时间:2018-05-13 04:30
本文选题:齿面摩擦 + 人字齿轮 ; 参考:《振动与冲击》2016年09期
【摘要】:建立了考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、齿侧间隙和综合传递误差的16自由度人字齿轮副三维空间弯曲-扭转-轴向耦合的非线性动力学模型,应用牛顿第二运动定律,建立系统的振动微分方程。根据人字齿轮副的啮合特性,通过数值积分方法分析了轮齿的啮合力,时变摩擦力和摩擦力矩,并采用基于弹流润滑理论(EHL)的摩擦因数计算模型计算了齿面摩擦因数。为了分析齿面摩擦对人字齿轮副周期振动及分岔特性的影响规律,比较了有无考虑齿面摩擦时系统的周期振动时域响应、振动位移分岔图及最大lyapunov指数变化图。结果表明,齿面摩擦导致齿轮副垂直于啮合平面方向的振动位移加剧,且减弱了齿轮副沿啮合线方向的振动。同时,齿面摩擦的存在使得系统提前进入混沌,且抑制了系统的混沌运动。文章的研究成果有助于进一步认识齿面摩擦对人字齿轮传动周期振动及非线性振动特性的影响,为人字齿轮传动设计提供技术依据。
[Abstract]:In this paper, a nonlinear dynamic model of three-dimensional bending, torsional and axial coupling of 16-DOF herringbone gear pair with tooth surface friction, time-varying meshing stiffness, tooth side clearance and comprehensive transfer error is established. Newton's second law of motion is applied. The vibration differential equation of the system is established. According to the meshing characteristics of the herringbone gear pair, the meshing force, time-varying friction force and friction moment of the gear tooth are analyzed by numerical integration method, and the tooth surface friction coefficient is calculated by using the friction coefficient calculation model based on EHL (Elastic fluid Lubrication Theory). In order to analyze the influence of tooth surface friction on periodic vibration and bifurcation characteristics of herringbone gear pair, the time-domain response of periodic vibration, vibration displacement bifurcation diagram and maximum lyapunov exponent change diagram of the system with or without tooth friction are compared. The results show that the vibration displacement of the gear pair perpendicular to the meshing plane is aggravated by tooth surface friction and the vibration along the meshing line of the gear pair is weakened. At the same time, the existence of tooth surface friction makes the system enter chaos ahead of time, and restrain the chaotic motion of the system. The research results in this paper are helpful to further understand the influence of tooth surface friction on the periodic and nonlinear vibration characteristics of herringbone gear transmission and provide the technical basis for the design of herringbone gear transmission.
【作者单位】: 南京航空航天大学机电学院;
【基金】:国家自然科学基金(51475226;51305196)
【分类号】:TH132.41
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,本文编号:1881686
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