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文檔簡介
1、隨著我國航天工業(yè)的發(fā)展,齒輪傳動機(jī)構(gòu)愈加頻繁地被應(yīng)用到空間環(huán)境中。然而,空間環(huán)境是一個十分復(fù)雜的環(huán)境領(lǐng)域,存在著高低溫交變、微重力、真空、地磁干擾等因素,這對空間服役的齒輪傳動機(jī)構(gòu)提出了更高的要求。本文以單自由度直齒圓柱齒輪傳動系統(tǒng)為基礎(chǔ),在單對直齒圓柱齒輪間隙非線性系統(tǒng)動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步引入空間環(huán)境下特殊的溫度交變效應(yīng),綜合考慮齒側(cè)間隙、時變嚙合剛度、綜合傳遞誤差等因素,建立了適用于空間溫度大范圍交替變化環(huán)境下的齒輪傳動系統(tǒng)間
2、隙非線性動力學(xué)模型。運(yùn)用4-5階Runge-Kutta數(shù)值算法,分別對地面環(huán)境和空間溫度交變環(huán)境下的系統(tǒng)模型進(jìn)行求解,運(yùn)用時間歷程圖、相圖、分岔圖等方法對系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行分析。結(jié)果表明:①含間隙的齒輪系統(tǒng)表現(xiàn)出強(qiáng)非線性,隨著參數(shù)(阻尼比、間隙等)的變化,系統(tǒng)表現(xiàn)出豐富的非線性運(yùn)動特性;②溫度交變的幅值增大將使系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)變差,系統(tǒng)從周期運(yùn)動變?yōu)閿M周期運(yùn)動;齒輪系統(tǒng)嚙合頻率應(yīng)盡量避開溫度交變頻率,二者比值ωh/ωT建議大于10,以避免
3、發(fā)生混沌運(yùn)動,且B<0.1為好??臻g環(huán)境下溫度大范圍交替變化導(dǎo)致齒輪傳動系統(tǒng)齒側(cè)間隙發(fā)生同頻交變,這對齒輪系統(tǒng)傳動精度有很大影響。
本文提出基于超磁滯伸縮智能材料作動器(GMA)的齒輪傳動誤差主動控制方案:通過直接控制一對嚙合齒輪中心距的大小,即一對嚙合齒輪的其中一根軸(包括軸上所有附件)整體可以在兩輪中心距方向上有微小移動,GMA對這根軸在兩齒輪中心距方向上施加作動力,進(jìn)而間接地補(bǔ)償由于溫度大范圍交變導(dǎo)致的齒側(cè)間隙變化,使側(cè)
4、隙始終保持在傳動性能良好的數(shù)值范圍內(nèi)。為避免GMA的遲滯非線性的影響,本文采用PI模型對GMA磁滯特性進(jìn)行建模,應(yīng)用基于PI逆模型的開環(huán)逆模型控制對GMA的遲滯非線性進(jìn)行控制。采用Preisach遲滯模型和機(jī)電系統(tǒng)傳遞函數(shù)串聯(lián)得到具有遲滯特性的系統(tǒng)模型,采用PID控制和逆模型控制對系統(tǒng)進(jìn)行振動控制,結(jié)果表明,控制方案、方法能夠?qū)崿F(xiàn)對遲滯非線性系統(tǒng)的有效補(bǔ)償控制,說明本文所提出的齒輪系統(tǒng)傳動誤差主動控制方案、方法理論上能夠?qū)τ捎跍囟却蠓秶?/p>
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