齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非光滑振動(dòng)特性及抑制研究.pdf

1、齒輪作為機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用最廣的動(dòng)力傳遞裝置,其具有的振動(dòng)特性對(duì)整個(gè)機(jī)械設(shè)備的工作性能有十分重要的影響，所以對(duì)齒輪系統(tǒng)振動(dòng)特性的研究具有重要的理論以及現(xiàn)實(shí)意義。本課題以一類含齒側(cè)間隙及時(shí)變剛度的齒輪副傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，著重研究了系統(tǒng)的非光滑振動(dòng)特性，并結(jié)合自抗擾控制策略，設(shè)計(jì)了一款基于干擾的補(bǔ)償控制器，有效的抑制了系統(tǒng)中出現(xiàn)的振動(dòng)現(xiàn)象。
　　首先，綜合考慮齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中的時(shí)變剛度、間隙、靜態(tài)傳遞誤差等因素，依據(jù)牛頓定律，建立了一類含

2、間隙非光滑特性的機(jī)械模型。結(jié)合齒輪系統(tǒng)的實(shí)際工作狀況將其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)歸納為了三種情形，為了能夠?qū)Ω鞣N運(yùn)動(dòng)情形進(jìn)行分析，引入了連續(xù)映射以及不連續(xù)映射的概念，隨后，采用映射的思想，以外載荷為參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的周期響應(yīng)進(jìn)行了分析；采用Floquet理論并結(jié)合映射的思想給出了判斷其穩(wěn)定性的方法，通過(guò)數(shù)值仿真對(duì)周期運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性以及失穩(wěn)方式進(jìn)行了預(yù)測(cè)；同時(shí)，為了判定系統(tǒng)是否處于混沌狀態(tài)，求出了系統(tǒng)的最大Lyapunov指數(shù)譜；最后，為了驗(yàn)證上述理論合理性，給

3、出了系統(tǒng)的全局分叉圖，通過(guò)對(duì)比得到了一致的結(jié)論。
　　其次，考慮齒輪副系統(tǒng)的間隙和時(shí)變特性（包括時(shí)變剛度以及靜態(tài)傳遞誤差）建立了非線性扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型，并通過(guò)各種手段，包括系統(tǒng)分叉圖、相圖、Poincare截面以及最大李亞普諾夫指數(shù)譜等途徑研究了系統(tǒng)在時(shí)變參數(shù)激勵(lì)下的復(fù)雜非線性振動(dòng)特性，研究發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)在不同的嚙合頻率范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生不同形式的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，其中包括完全嚙合的單周期振動(dòng)，單邊碰撞的單周期運(yùn)動(dòng)，單邊碰撞的多周期運(yùn)動(dòng)動(dòng)以及混沌狀態(tài)。