齿轮-轴系耦合系统动力学特性有限元分析.pdf

第 31卷第08期 煤 矿 机 械 V0l_3lNo．O8 2010年 O8月 CoalMineMachinery Aug．2010 齿轮一轴系耦合系统动力学特性有限元分析 石 兆东。山宏伟 (承德石油高等专科学校 ，河北 承德 067001) 摘 要：采用三维实体单元有限元法，建立了某齿轮一轴系耦合系统动力学有限元模型，计算 了考虑齿轮啮合接触的齿轮系统的固有频率和模态，分析 了内部激励作用下耦合系统的非线性动 力响应 ．研究了耦合系统的位移、速度和加速度响应。结果表明，耦合系统的第 1阶固有频率远高 于齿轮传动系统的工作频率．耦合系统中出现 了多阶派生耦合振型。功率频谱呈连续分布，转子系 统呈现典型的非线性振动特征 系统位移的最大值 出现在 1阶固有频率附近，而速度和加速度 的 最大值出现在高阶固有频率附近。 关键词：齿轮一轴系耦合系统 ；内部激励 ；非线性响应 ；有限元法 中图分类号 ：0242．21；TH132 文献标志码：A 文章编号 ：1003—0794(2010)08—0127—03 FiniteElementAnalysisofNonlinearDynamicResponseofGear- shaftingCouplingSystem SHIZhao-dong，SHAN Hong-wei (ChengdePetroleumHigherJuniorCollegeEducation，Chengde067001，China) Abstract：Thenonlineardynamicmodelofagear-shaftingcouplingsystem isestablishedbyusing three—dimensionalfiniteelementmethod．Themodesandfrequenciesofthegear-shaftsystem were calculatedwithconsideringthecontacteffect．Thenonlineardynamicresponseofthecouplingsystem underinternalexcitationsisanalyzed．Displacement，velocityandaccelerationresponsesofthecoupling system ofthecouplingsystem arestudied．Theresultsshow thattheworkingfrequencyofthesystem is biggerthan the internalexcitationfrequency．Thereraemanyderivemodesandfrequenciesin the couplingsystem．Themaximaldisplacementapperasnera thefirstfrequency．Butthemaximalvelocity andaccelerationappearsnearthehighfrequency．Thepowerspectrum iscontinuous，itexplainsthe gera-shaftsystem hasnonlinearcharacteristics． Keywords：gear-shaftingcouplingsystem；internal excitation；nonlinera response；finiteelementmethod 0 前言 提供理论依据 ，为整个齿轮箱体系统的振动和噪声 齿轮传动系统是一种重要的动力传递装置 。广 预测奠定基础 。 泛应用于煤矿、国防、交通等各个领域，其振动特性