齒輪副嚙合傳動的動力學特性研究.pdf

1、齒輪系統(tǒng)作為各種工業(yè)設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛的動力和運動傳遞裝置，其工作時產(chǎn)生的振動是造成機器設(shè)備動態(tài)性能惡化的最主要因素。齒輪系統(tǒng)非線性振動理論是當前齒輪系統(tǒng)振動控制技術(shù)領(lǐng)域的熱點，是目前振動噪聲領(lǐng)域的前沿課題和發(fā)展方向。本文在研究羅茨風機齒輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對齒輪系統(tǒng)間隙非線性振動特性進行了研究，提出了相應(yīng)的振動控制方法，進一步研究了系統(tǒng)的動力學特性。對于抑制結(jié)構(gòu)振動噪聲的傳播，設(shè)計和評價低噪聲風機齒輪傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供了重要的理論依據(jù)，同

2、時對于分析非線性齒輪系統(tǒng)的振動，合理設(shè)計齒輪參數(shù)具有十分廣泛的理論意義和工程應(yīng)用價值。 本文分別對齒輪系統(tǒng)非線性振動理論、判斷周期解穩(wěn)定性的Floquet理論以及振動特性評估方法進行了介紹，通過對羅茨風機結(jié)構(gòu)的分析，建立了考慮時變嚙合剛度和齒側(cè)間隙的直齒輪副系統(tǒng)單自由度非線性動力學模型，推導出系統(tǒng)運動微分方程，進而分析了周期解的穩(wěn)定性條件。在研究方法上，本文利用諧波平衡法及牛頓迭代法對系統(tǒng)的振動方程進行迭代求解，建立此類解的一般

3、形式。在上述工作的基礎(chǔ)上，研究系統(tǒng)參數(shù)對振動幅頻特性影響規(guī)律，為合理設(shè)計齒輪參數(shù)以有效控制齒輪嚙合過程的系統(tǒng)動力學行為和合理預(yù)測羅茨風機的機械噪聲提供理論依據(jù)。 通過分析齒輪系統(tǒng)參數(shù)變化對振動響應(yīng)中主諧波與二次諧波的影響，得出了以下重要結(jié)論：通過增加阻尼，減小外部激振力幅值，減小嚙合剛度等方法均能有效減小主諧共振與二次諧波共振幅值；同時，幅頻曲線對于ε的變化很敏感，隨著ε增大，幅頻曲線明顯呈現(xiàn)不規(guī)律性，從而進入混沌狀態(tài)；當減小齒