基于Stribeck模型考慮齒面摩擦的齒輪動力學特性研究.pdf

1、齒輪傳動系統(tǒng)是各類機械系統(tǒng)和機械裝備的主要傳動系統(tǒng)，其動態(tài)特性直接影響整個系統(tǒng)的性能和工作可靠性，因此研究齒輪系統(tǒng)的動力學特性對降低系統(tǒng)振動噪聲，提升我國制造裝備行業(yè)整體水平的都有積極地意義。
　　本文以一嚙合直齒為研究對象，利用非線性動力學的相關理論，分析考慮齒面摩擦、剛度激勵、誤差激勵、齒側(cè)間隙對系統(tǒng)動力學的影響。論文的研究內(nèi)容如下：
　　(1)介紹齒輪動力學的研究現(xiàn)狀，分析齒面摩擦對動力學特性的影響，并介紹了嚙合齒面摩

2、擦因數(shù)不同的計算方法，分析出現(xiàn)的弊端，指出利用Stribeck摩擦模型計算齒面摩擦因數(shù)比較合理，本文的研究方向確定。
　　(2)分析研究基于Stribeck模型的齒面摩擦因數(shù)的變化情況。由于Stribeck摩擦模型是摩擦因數(shù)相對于速度的函數(shù)，因此，首先分析嚙合齒面間的相對滑動速度，然后得出齒面摩擦因數(shù)的變化情況。
　　(3)根據(jù)嚙合齒對交替變化的情況，建立雙嚙合時齒輪系統(tǒng)振動微分方程，利用變步長Runge-Kutta法并對其

3、進行數(shù)值分析，得出阻尼比、激勵頻率、載荷、齒側(cè)間隙對系統(tǒng)動力學的影響。
　　(4)建立單嚙合時齒輪系統(tǒng)振動微分方程并對其進行數(shù)值分析。為更加明顯的分析Stribeck摩擦模型對齒輪動力學的影響的不同，引入Coulomb模型，分析阻尼比、激勵頻率、載荷、齒側(cè)間隙對系統(tǒng)的影響，同時得到時變摩擦因數(shù)、固定摩擦因數(shù)、無摩擦因數(shù)對系統(tǒng)的影響。
　　(5)利用ANSYS/LS-DYNA軟件，分析嚙合過程中的碰撞沖擊問題，分析轉(zhuǎn)速、摩擦因

4、數(shù)、外載荷三參數(shù)對嚙合齒輪動力學的影響，驗證建模分析的準確性。
　　本文研究表明:增大阻尼比，遠離共振區(qū)域、增大載荷、減小齒側(cè)間隙可以減小運動變化的幅值，減弱碰撞沖擊，增加系統(tǒng)的動力學穩(wěn)定性;在齒輪動力學分析中，齒面摩擦不可忽略，對減小系統(tǒng)運動幅值、增加系統(tǒng)穩(wěn)定性有積極地影響;相比于Coulomb摩擦，基于Stribeck模型的時變齒面摩擦因數(shù)在系統(tǒng)阻尼比小、接近共振區(qū)域、載荷小、間隙大時，可增大系統(tǒng)運動幅值，增加系統(tǒng)的次諧波，降