两级行星齿轮传动系统的非线性动力学研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yrz315
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齿轮传动系统的非线性动力学和均载特性研究对于提高系统寿命、降低振动、减小噪声以及改善运动稳定性具有重要意义,而系统中的多种强非线性因素使得齿轮传动系统的动力学特性成为当前研究的难点和热点问题。本文以两级行星齿轮传动系统为研究对象,通过研究非线性动力学特性以及各级行星排的均载特性,为齿轮传动系统的设计提供理论和技术支持,为传动系统振动的抑制提供支撑。分析动力传动系统内部、外部激励,引起动力传动系统弯扭耦合振动的内部激励主要有啮合冲击激励、质量偏心带来的不平衡惯性力等;外部激励主要有发动机激励和路面激励等,研究以上各激励的数学表达形式及其相关特性。建立两级行星齿轮传动系统弯扭耦合非线性振动模型,模型中考虑了齿轮的啮合刚度、行星轮位置角时变性、齿侧间隙、轴承刚度以及制造误差、安装误差、齿形误差等造成轮齿偏离理论啮合位置的因素,根据集中质量参数法并使用拉格朗日方程建立了两级行星齿轮传动弯扭耦合的动力学模型。在此基础上推导出各级行星排中太阳轮、齿圈、行星轮和行星架的动力学方程。研究两级行星齿轮传动弯扭耦合非线性振动特性,通过数值仿真求解非线性振动微分方程,通过时间历程图和频谱分析图进行分析得到弯扭耦合振动响应特性;研究动力传动系统在输入转速、轴承刚度、齿侧间隙和啮合刚度作用下的振动位移响应,通过傅里叶变换,得到振动位移的幅值在弯曲和扭转方向随各参数对传动系统振动响应特性的影响规律。研究两级行星齿轮传动系统的动力学均载特性,根据所建立的非线性动力学模型,通过数值积分法求解系统的振动微分方程,得出各级行星排中太阳轮与行星轮、行星轮与齿圈分别沿外、内啮合线上动态啮合力的时间历程图;分析了输入转速、各级行星排中太阳轮与行星轮的啮合刚度、各级太阳轮的轴承刚度和各级行星排中太阳轮与行星轮的齿侧间隙等参数对系统均载特性的影响规律。
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