本文關(guān)鍵詞：齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非光滑振動(dòng)特性及抑制研究

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【摘要】：齒輪作為機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用最廣的動(dòng)力傳遞裝置,其具有的振動(dòng)特性對(duì)整個(gè)機(jī)械設(shè)備的工作性能有十分重要的影響,所以對(duì)齒輪系統(tǒng)振動(dòng)特性的研究具有重要的理論以及現(xiàn)實(shí)意義。本課題以一類含齒側(cè)間隙及時(shí)變剛度的齒輪副傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象,著重研究了系統(tǒng)的非光滑振動(dòng)特性,并結(jié)合自抗擾控制策略,設(shè)計(jì)了一款基于干擾的補(bǔ)償控制器,有效的抑制了系統(tǒng)中出現(xiàn)的振動(dòng)現(xiàn)象。首先,綜合考慮齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中的時(shí)變剛度、間隙、靜態(tài)傳遞誤差等因素,依據(jù)牛頓定律,建立了一類含間隙非光滑特性的機(jī)械模型。結(jié)合齒輪系統(tǒng)的實(shí)際工作狀況將其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)歸納為了三種情形,為了能夠?qū)Ω鞣N運(yùn)動(dòng)情形進(jìn)行分析,引入了連續(xù)映射以及不連續(xù)映射的概念,隨后,采用映射的思想,以外載荷為參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的周期響應(yīng)進(jìn)行了分析;采用Floquet理論并結(jié)合映射的思想給出了判斷其穩(wěn)定性的方法,通過(guò)數(shù)值仿真對(duì)周期運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性以及失穩(wěn)方式進(jìn)行了預(yù)測(cè);同時(shí),為了判定系統(tǒng)是否處于混沌狀態(tài),求出了系統(tǒng)的最大Lyapunov指數(shù)譜;最后,為了驗(yàn)證上述理論合理性,給出了系統(tǒng)的全局分叉圖,通過(guò)對(duì)比得到了一致的結(jié)論。其次,考慮齒輪副系統(tǒng)的間隙和時(shí)變特性(包括時(shí)變剛度以及靜態(tài)傳遞誤差)建立了非線性扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型,并通過(guò)各種手段,包括系統(tǒng)分叉圖、相圖、Poincare截面以及最大李亞普諾夫指數(shù)譜等途徑研究了系統(tǒng)在時(shí)變參數(shù)激勵(lì)下的復(fù)雜非線性振動(dòng)特性,研究發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)在不同的嚙合頻率范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生不同形式的扭轉(zhuǎn)振動(dòng),其中包括完全嚙合的單周期振動(dòng),單邊碰撞的單周期運(yùn)動(dòng),單邊碰撞的多周期運(yùn)動(dòng)動(dòng)以及混沌狀態(tài)。最后,為抑制系統(tǒng)中參數(shù)激勵(lì)導(dǎo)致的各種非線性振動(dòng)現(xiàn)象,設(shè)計(jì)了一種基于自抗擾控制技術(shù)的補(bǔ)償控制器,數(shù)值仿真表明該控制器可以有效的抑制時(shí)變參數(shù)激勵(lì)引起的各種振動(dòng)。
【關(guān)鍵詞】：齒輪傳動(dòng)系統(tǒng) 非光滑振動(dòng) 間隙 時(shí)變特性 自抗擾控制
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)概述11
• 1.3 非光滑動(dòng)力系統(tǒng)概述11-12
• 1.4 課題研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4.1 齒輪振動(dòng)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4.2 齒輪振動(dòng)控制研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4.3 非光滑動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀14
• 1.5 本文的主要內(nèi)容14-16
• 第2章 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)基本理論16-22
• 2.1 引言16
• 2.2 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)激勵(lì)16-19
• 2.2.1 齒輪傳動(dòng)內(nèi)部激勵(lì)16-17
• 2.2.2 齒輪傳動(dòng)外部激勵(lì)17-19
• 2.3 非光滑動(dòng)力系統(tǒng)基本理論19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 含間隙及時(shí)變剛度齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非光滑振動(dòng)特性研究22-40
• 3.1 引言22-23
• 3.2 非光滑齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)模型23-25
• 3.3 映射建立25-31
• 3.3.1 基本映射25-27
• 3.3.2 不連續(xù)映射27-31
• 3.3.2.1 非臨界情形的不連續(xù)映射27-29
• 3.3.2.2 臨界情形的不連續(xù)映射29-31
• 3.4 系統(tǒng)周期響應(yīng)分析31-34
• 3.4.1 第一種情形的周期運(yùn)動(dòng)31-32
• 3.4.2 第二種情形的周期運(yùn)動(dòng)32-34
• 3.5 穩(wěn)定性分析34-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 時(shí)變特性影響下的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非光滑振動(dòng)及抑制研究40-52
• 4.1 引言40
• 4.2 非光滑參激振動(dòng)分析40-44
• 4.3 補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)44-46
• 4.4 振動(dòng)抑制效果的仿真研究46-51
• 4.4.1 狀態(tài)變量觀測(cè)仿真研究46-48
• 4.4.2 振動(dòng)抑制效果仿真研究48-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 結(jié)論52-54
• 參考文獻(xiàn)54-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果60-61
• 致謝61

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