本文關(guān)鍵詞：非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近代以來,齒輪傳動被普遍的應(yīng)用于航空、航天、醫(yī)療器械等工業(yè)部門,但是齒輪傳動系統(tǒng)實質(zhì)為非線性系統(tǒng),為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,我們很有必要提高其精度,減小其振動和噪音,由此對齒輪非線性行為的研究變的尤為重要。本文重點基于通常的直齒圓柱齒輪進行探究,先后建立了時不變嚙合剛度下非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)模型、時變嚙合剛度下非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)模型和故障參數(shù)下非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)模型。運用RK4算法分別對上述三種模型進行數(shù)值運算,得到了各個模型下的分岔、Lyapunov指數(shù)、Lyapunov維數(shù)、嚙合曲線、相圖、Poincaré截面、動載荷、時間歷程和FFT圖。采用由數(shù)值運算所獲得的一系列動力學(xué)響應(yīng),詳細研究了各個模型下當單個參數(shù)不斷改變時齒輪系統(tǒng)相應(yīng)的動力學(xué)特性;采用二維參數(shù)分岔彩圖研究了上述三種模型下當兩個參數(shù)同時變化時齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)特性,得到了齒輪相應(yīng)的倍周期、加周期和混沌等非線性行為,具體結(jié)果分析如下:(1)本文分別研究了時不變嚙合剛度下、時變嚙合剛度下和故障參數(shù)下非線性懸掛齒輪系統(tǒng)在單參和雙參條件下的分岔行為,分析發(fā)現(xiàn):倍周期分岔、逆倍周期分岔、加周期分岔、條形混沌運動、帶狀混沌運動和連續(xù)混沌運動在齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)行為中具有普遍存在性。(2)通過單參和雙參分岔圖,可以輕易找出齒輪系統(tǒng)在各個模型下的最優(yōu)工作區(qū)間,但是對比發(fā)現(xiàn):兩參數(shù)同時變化時討論齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)行為更科學(xué)、更具有必要性和現(xiàn)實指導(dǎo)意義。(3)通過四種故障參數(shù)下非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)特性與正常狀態(tài)下非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)特性相對比,可以發(fā)現(xiàn):四種故障參數(shù)對于齒輪系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)具有一定的干擾作用,此結(jié)論可以為齒輪系統(tǒng)的故障診斷提供一定的理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：齒輪 非線性動力學(xué) Lyapunov指數(shù) Lyapunov維數(shù) 雙參分岔圖
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 本文的研究背景和意義8
• 1.2 齒輪系統(tǒng)動力學(xué)的研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 齒輪系統(tǒng)動力學(xué)目前的主要研究手段10-11
• 1.3.1 相圖和Poincaré映射10
• 1.3.2 FFT頻譜10-11
• 1.3.4 Lyapunov指數(shù)11
• 1.4 本文的研究內(nèi)容和安排11-13
• 2 非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)模型及運動方程13-19
• 2.1 引言13
• 2.2 含齒側(cè)間隙的非線性齒輪動力學(xué)模型13-14
• 2.3 線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)運動微分方程14-18
• 2.4 非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)運動微分方程18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 3 時不變嚙合剛度下非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)特性分析19-37
• 3.1 引言19
• 3.2 無量綱阻尼對齒輪動力學(xué)特性的影響19-24
• 3.3 無量綱激勵頻率對齒輪動力學(xué)特性的影響24-28
• 3.4 無量綱外載荷對齒輪動力學(xué)特性的影響28-33
• 3.5 基于無量綱轉(zhuǎn)速比的齒輪系統(tǒng)全局分岔分析33-35
• 3.6 本章小結(jié)35-37
• 4 時變嚙合剛度下非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)特性分析37-55
• 4.1 引言37
• 4.2 時變嚙合剛度下非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)模型37-38
• 4.3 無量綱時變嚙合剛度對齒輪動力學(xué)特性的影響38-42
• 4.4 無量綱齒側(cè)間隙對齒輪動力學(xué)特性的影響42-47
• 4.5 無量綱內(nèi)載荷對齒輪動力學(xué)特性的影響47-52
• 4.6 基于無量綱硬彈簧系數(shù)的齒輪系統(tǒng)全局分岔分析52-54
• 4.7 本章小結(jié)54-55
• 5 故障參數(shù)下非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)特性分析55-68
• 5.1 引言55
• 5.2 單齒沖擊故障激勵下齒輪系統(tǒng)動力學(xué)行為55-58
• 5.3 單齒剛度故障激勵下齒輪系統(tǒng)動力學(xué)行為58-60
• 5.4 單齒磨損故障激勵下齒輪系統(tǒng)動力學(xué)行為60-63
• 5.5 全齒磨損故障激勵下齒輪系統(tǒng)動力學(xué)行為63-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 6 二維參數(shù)下非線性懸掛齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)特性分析68-83
• 6.1 引言68
• 6.2 二維參數(shù)對時不變嚙合剛度下系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響68-73
• 6.2.1 參數(shù)x 和W 為參變量68-70
• 6.2.2 參數(shù)W 和Pm為參變量70-71
• 6.2.3 參數(shù)x 和Pm為參變量71-73
• 6.3 二維參數(shù)對時變嚙合剛度下系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響73-77
• 6.3.1 參數(shù)e 和H為參量73-75
• 6.3.2 參數(shù)H和Pa為參變量75-76
• 6.3.3 參數(shù)e 和Pa為參變量76-77
• 6.4 二維參數(shù)對故障參數(shù)下系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響77-82
• 6.4.1 單齒沖擊故障激勵下參數(shù)a和x 為參變量77-78
• 6.4.2 單齒剛度故障激勵下參數(shù)a和x 為參變量78-80
• 6.4.3 單齒磨損故障激勵下參數(shù)a和x 為參變量80-81
• 6.4.4 全齒磨損故障激勵下參數(shù)a和x 為參變量81-82
• 6.5 本章小結(jié)82-83
• 結(jié)論83-85
• 致謝85-86
• 參考文獻86-90
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果90

【共引文獻】

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本文編號：357708