齿轮时变系统在随机激励下的响应分析.pdfVIP

第26卷 第7期 重 庆 理 工 大 学 学报 (自然科学) 2012年 7月 V0lI26 No．7 JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience) Ju1．2012 齿轮时变系统在随机激励下的响应分析 鲍春梅 ，吕士宝，张 丽 (兰州交通大学 数理与软件工程学院，兰州 730070) 摘 要：以齿轮系统动力学理论为基础 ，针对齿轮传动系统时变啮合刚度、齿侧 间隙和阻尼 耦合作用的具体特点，建立齿轮系统非线性模型。用Duhamel’Sintegration积分和变步长 四阶 Runge-kutta数值仿真方法对齿轮 系统在某些参数领域中进行了非线性振动研究。结果表明：外 界随机激励对系统的影响由系统参数m、、决定；-3齿轮连续运转时，具有齿侧间隙的齿轮副 的啮合刚度会周期性变化；齿轮 系统激励频率、阻尼 比等参数的随机扰动对于系统动力学响应 会产生一定影响。 关 键 词 ：齿轮系统 ；非线性模型；时变啮合刚度 ；齿侧 间隙；阻尼比 中图分类号：O313 文献标识码 ：A 文章编号：1674—8425(2012)07—0034—04 DynamicResponseofGearSystem withTime-varying UnderRandom Excitation BAO Chun—mei，LV Shi—bao，ZHANG Li (SchoolofMathematicsandSoftwareEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，China) Abstract：Basedonthedynamicsofagearsystem，consideringcharactersofgeardrivesystem，var- yingmeshstiffness，gearbacklashanddampingratio，amodelofthenonlineargearsystem isdevel- oped．ThenonlinearvibrationisstudiedbyusingDuhamel’SintegratingandvariablestepsizeRunge— kuttanumericalsimulationmethodsinsomeparameterfields． Keywords：gearsystem；nonlinearmodel；time—varyingmeshstiffness；gearbacklash；dampingratio 齿轮系统为一种最常用的传动机构。齿轮系 学者对考虑齿侧间隙、轮齿啮合刚度变化等非线性 统的振动直接影响机械系统的性能和工作可靠 因素的齿轮系统动力学 问题进行 了深入研究。 性 。齿轮系统在工作过程中会受到各种随机激励 Kahraman和 Singh2利用打靶法深入研究了齿轮系 因素的干扰，使得齿侧间隙和啮合刚度随时间变 统周期解的分岔和混沌过渡等现象。卢剑伟等 化，此外齿轮系统在工作过程中还存在阻尼和外 对参数随机扰动下齿轮非线性系统动态性能进行 激励等随机因素，这些随机因素对齿轮传动的平 了分析。本文分析齿侧间隙、时变啮合刚度和阻尼 稳性、可靠性和寿命产生影响。近几年来，国内外 等参数扰动对齿轮系统动力学特性的影响。 收稿 日期 ：2012—05—09