考慮摩擦和間隙的輪齒沖擊行為建模與分析.pdf

1、本文根據(jù)非線性動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論,利用定性和定量的方法對(duì)含真實(shí)時(shí)變剛度、真實(shí)靜態(tài)傳動(dòng)誤差、齒面摩擦以及齒側(cè)間隙的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究,論文主要內(nèi)容如下:
　　 1.建立了包含真實(shí)時(shí)變剛度、真實(shí)靜態(tài)傳動(dòng)誤差以及齒面摩擦等在內(nèi)的齒輪扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型。假設(shè)輪齒在嚙合線上勻速運(yùn)動(dòng)和摩擦系數(shù)為常數(shù),推導(dǎo)出嚙合過(guò)程中摩擦力的表達(dá)式,并考慮齒輪傳動(dòng)中的時(shí)變參數(shù)——嚙合剛度和靜態(tài)傳動(dòng)誤差,將其代入到齒輪副扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型中,推導(dǎo)出了系

2、統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)微分方程。
　　 2.針對(duì)所建立的齒輪非線性動(dòng)力學(xué)模型分別應(yīng)用解析法和數(shù)值法進(jìn)行求解分析。在應(yīng)用解析方法之前,利用簡(jiǎn)單的傅里葉級(jí)數(shù)表達(dá)時(shí)變剛度和靜態(tài)傳動(dòng)誤差,并應(yīng)用高次多項(xiàng)式擬合分段非光滑的輪齒間隙函數(shù),推導(dǎo)出系統(tǒng)分別在主共振和1/2亞諧共振情況下的幅頻函數(shù),揭示了系統(tǒng)的一些非線性現(xiàn)象,如亞諧響應(yīng),跳躍和分岔。針對(duì)真實(shí)時(shí)變參數(shù)下的離散動(dòng)力學(xué)模型,應(yīng)用數(shù)值法分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為的影響,發(fā)現(xiàn)齒面

3、摩擦在節(jié)點(diǎn)附近的局部范圍引起動(dòng)態(tài)傳動(dòng)誤差和動(dòng)態(tài)嚙合力的突變和附加振動(dòng),齒輪的轉(zhuǎn)速、負(fù)載力矩以及阻尼等參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)也都具有不同程度影響。
　　 3.應(yīng)用數(shù)值法對(duì)輪齒的沖擊-碰撞動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了探索研究。引入考慮能量損耗的非線性彈簧-阻尼接觸模型,將輪齒嚙合過(guò)程簡(jiǎn)化為兩側(cè)彈性碰撞的連續(xù)動(dòng)力學(xué)模型,應(yīng)用接觸碰撞理論、非線性理論和數(shù)值方法研究了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及能量損耗的頻率分岔,數(shù)值結(jié)果表明系統(tǒng)具有非常復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)特性,隨著參數(shù)的變