齒輪副嚙合傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、齒輪系統(tǒng)作為各種工業(yè)設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞裝置，其工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)是造成機(jī)器設(shè)備動(dòng)態(tài)性能惡化的最主要因素。齒輪系統(tǒng)非線性振動(dòng)理論是當(dāng)前齒輪系統(tǒng)振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，是目前振動(dòng)噪聲領(lǐng)域的前沿課題和發(fā)展方向。本文在研究羅茨風(fēng)機(jī)齒輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對(duì)齒輪系統(tǒng)間隙非線性振動(dòng)特性進(jìn)行了研究，提出了相應(yīng)的振動(dòng)控制方法，進(jìn)一步研究了系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。對(duì)于抑制結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲的傳播，設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)低噪聲風(fēng)機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供了重要的理論依據(jù)，同

2、時(shí)對(duì)于分析非線性齒輪系統(tǒng)的振動(dòng)，合理設(shè)計(jì)齒輪參數(shù)具有十分廣泛的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。 本文分別對(duì)齒輪系統(tǒng)非線性振動(dòng)理論、判斷周期解穩(wěn)定性的Floquet理論以及振動(dòng)特性評(píng)估方法進(jìn)行了介紹，通過對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的分析，建立了考慮時(shí)變嚙合剛度和齒側(cè)間隙的直齒輪副系統(tǒng)單自由度非線性動(dòng)力學(xué)模型，推導(dǎo)出系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程，進(jìn)而分析了周期解的穩(wěn)定性條件。在研究方法上，本文利用諧波平衡法及牛頓迭代法對(duì)系統(tǒng)的振動(dòng)方程進(jìn)行迭代求解，建立此類解的一般

3、形式。在上述工作的基礎(chǔ)上，研究系統(tǒng)參數(shù)對(duì)振動(dòng)幅頻特性影響規(guī)律，為合理設(shè)計(jì)齒輪參數(shù)以有效控制齒輪嚙合過程的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為和合理預(yù)測(cè)羅茨風(fēng)機(jī)的機(jī)械噪聲提供理論依據(jù)。 通過分析齒輪系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)振動(dòng)響應(yīng)中主諧波與二次諧波的影響，得出了以下重要結(jié)論：通過增加阻尼，減小外部激振力幅值，減小嚙合剛度等方法均能有效減小主諧共振與二次諧波共振幅值；同時(shí)，幅頻曲線對(duì)于ε的變化很敏感，隨著ε增大，幅頻曲線明顯呈現(xiàn)不規(guī)律性，從而進(jìn)入混沌狀態(tài)；當(dāng)減小齒