考慮嚙合非線性的齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學特性研究.pdf

1、齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是多種機械設備中應用最廣泛的動力傳遞裝置之一，隨著高速旋轉(zhuǎn)機械的需求越來越大，對齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)提出了更高要求，高精度、高轉(zhuǎn)速、低噪聲成為發(fā)展方向，其力學性能和工作性能對整個機器有重要影響。由于齒輪的嚙合作用，齒輪軸系的振動特性與簡單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有著根本的區(qū)別，突出特征為系統(tǒng)各軸間的彎扭耦合振動，忽略齒輪耦合振動的影響，不僅會造成計算精度低，而且容易丟失模態(tài)耦合派生的新頻率等重要信息。因此，應從系統(tǒng)的角度對齒輪耦合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行研究。

2、
　　本文以一個兩對斜齒輪耦合的三平行軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對象，考慮靜態(tài)傳遞誤差的影響建立了3自由度通用齒輪嚙合動力學模型，并考慮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響，建立了平行軸系齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元模型，從固有特性和動力學響應兩方面對系統(tǒng)進行了分析。以線性研究為基礎，考慮齒側(cè)間隙、時變嚙合剛度等非線性因素，結(jié)合描述函數(shù)法，建立更符合實際的齒輪系統(tǒng)的非線性模型，基于變步長Runge-Kutta數(shù)值算法求解系統(tǒng)動力學方程，分析對比系統(tǒng)動態(tài)響應結(jié)果，探討系統(tǒng)參

3、數(shù)對動態(tài)響應的影響。
　　首先，以齒輪系統(tǒng)動力學理論為基礎，探討了齒輪系統(tǒng)的內(nèi)部動態(tài)激勵和時變嚙合剛度產(chǎn)生的機理，對齒輪嚙合誤差進行了分析研究，建立齒輪靜態(tài)傳遞誤差的模型。
　　其次，以斜齒輪系統(tǒng)為研究對象，考慮靜態(tài)傳遞誤差、輸入輸出轉(zhuǎn)矩等建立三自由度通用平行軸齒輪動力學嚙合模型。同時，結(jié)合描述函數(shù)法理論，建立齒輪系統(tǒng)的非線性數(shù)學模型，提出在齒側(cè)間隙和時變嚙合剛度下的非線性齒輪-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的強迫響應分析的方法。
　　第三

4、，以工程中的膨脹機子系統(tǒng)為研究對象，對彎-扭耦合齒輪系統(tǒng)進行瞬態(tài)響應分析，根據(jù)不平衡分析結(jié)果求得系統(tǒng)的隔離裕度，基于API617標準判斷膨脹機系統(tǒng)是否安全。
　　第四，考慮齒輪耦合和不耦合兩種情況，分析不平衡響應曲線及最大振動產(chǎn)生的現(xiàn)象，對照固有頻率，識別出齒輪-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)產(chǎn)生共振峰的機理，同時分析系統(tǒng)參數(shù)（軸承剛度、螺旋角等）對系統(tǒng)動態(tài)響應的影響。
　　最后，利用非線性動力學方程的求解方法，結(jié)合時間-位移曲線圖、相平面圖、P