齒輪系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)建模與分析.pdf

1、本文針對(duì)單級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，建立了不同的非線性動(dòng)力學(xué)模型，并以非線性振動(dòng)理論為基礎(chǔ)，分別用定性及定量的方法研究了參數(shù)對(duì)系統(tǒng)非線性振動(dòng)特性的影響。全文主要分為以下幾部分：
　?。?）綜合考慮了摩擦、時(shí)變剛度及齒側(cè)間隙等非線性因素，并利用周期擴(kuò)大法的思想對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行擴(kuò)大周期處理，進(jìn)而建立了單對(duì)齒輪的六自由度強(qiáng)非線性動(dòng)力學(xué)模型。
　?。?）結(jié)合相圖、分岔圖、FFT頻譜圖、Poincare截面圖及Lyapunov指數(shù)等分析了摩擦、齒

2、側(cè)間隙、載荷比、支承剛度和阻尼對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)：摩擦的增大可能使系統(tǒng)的混沌吸引子減小，但會(huì)使系統(tǒng)提前進(jìn)入混沌狀態(tài)；支撐阻尼的提高會(huì)使系統(tǒng)的混沌吸引子逐步退化穩(wěn)定的周期吸引子，使系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的有序性加強(qiáng)；提高支撐剛度使混沌區(qū)減小且整體后移，致使系統(tǒng)推遲進(jìn)入混沌，并且對(duì)齒輪的嚙合狀態(tài)有著重要影響，從而有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　?。?）引入軸及軸承非線性、動(dòng)態(tài)側(cè)隙及齒輪偏心等非線性因素，并采用修正能量法建立時(shí)變剛度模型，最后建立

3、了單對(duì)齒輪系統(tǒng)較為完備的十六自由度非線性動(dòng)力學(xué)模型。
　　（4）從參數(shù)全局的角度，并結(jié)合均方值曲線、最大/小值曲線、三維FFT頻譜圖等著重分析了齒側(cè)間隙、軸承間隙、裂紋及偏心對(duì)系統(tǒng)彎扭耦合振動(dòng)特性的影響。發(fā)現(xiàn)：動(dòng)態(tài)側(cè)隙下系統(tǒng)的主共振較無(wú)間隙時(shí)有所提前，且在進(jìn)入主共振區(qū)時(shí)存在跳躍現(xiàn)象；隨著軸承間隙的增加，齒輪的徑向振動(dòng)幅度加強(qiáng)，但扭振幅度有所降低；裂紋深度對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響較徑向振動(dòng)大并且裂紋的影響大小與轉(zhuǎn)速有著明顯的關(guān)系。當(dāng)齒輪存在