【摘要】： 齒輪系統(tǒng)作為各種工業(yè)設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞裝置,其工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)是造成機(jī)器設(shè)備動(dòng)態(tài)性能惡化的最主要因素。齒輪系統(tǒng)非線性振動(dòng)理論是當(dāng)前齒輪系統(tǒng)振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn),是目前振動(dòng)噪聲領(lǐng)域的前沿課題和發(fā)展方向。本文在研究羅茨風(fēng)機(jī)齒輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,對(duì)齒輪系統(tǒng)間隙非線性振動(dòng)特性進(jìn)行了研究,提出了相應(yīng)的振動(dòng)控制方法,進(jìn)一步研究了系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。對(duì)于抑制結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲的傳播,設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)低噪聲風(fēng)機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供了重要的理論依據(jù),同時(shí)對(duì)于分析非線性齒輪系統(tǒng)的振動(dòng),合理設(shè)計(jì)齒輪參數(shù)具有十分廣泛的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。 本文分別對(duì)齒輪系統(tǒng)非線性振動(dòng)理論、判斷周期解穩(wěn)定性的Floquet理論以及振動(dòng)特性評(píng)估方法進(jìn)行了介紹,通過對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的分析,建立了考慮時(shí)變嚙合剛度和齒側(cè)間隙的直齒輪副系統(tǒng)單自由度非線性動(dòng)力學(xué)模型,推導(dǎo)出系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程,進(jìn)而分析了周期解的穩(wěn)定性條件。在研究方法上,本文利用諧波平衡法及牛頓迭代法對(duì)系統(tǒng)的振動(dòng)方程進(jìn)行迭代求解,建立此類解的一般形式。在上述工作的基礎(chǔ)上,研究系統(tǒng)參數(shù)對(duì)振動(dòng)幅頻特性影響規(guī)律,為合理設(shè)計(jì)齒輪參數(shù)以有效控制齒輪嚙合過程的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為和合理預(yù)測(cè)羅茨風(fēng)機(jī)的機(jī)械噪聲提供理論依據(jù)。 通過分析齒輪系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)振動(dòng)響應(yīng)中主諧波與二次諧波的影響,得出了以下重要結(jié)論:通過增加阻尼,減小外部激振力幅值,減小嚙合剛度等方法均能有效減小主諧共振與二次諧波共振幅值;同時(shí),幅頻曲線對(duì)于ε的變化很敏感,隨著ε增大,幅頻曲線明顯呈現(xiàn)不規(guī)律性,從而進(jìn)入混沌狀態(tài);當(dāng)減小齒形誤差時(shí),主諧共振幅值明顯減小,而二次諧波共振幅值卻呈增大趨勢(shì),但是由于主諧波占主要成分,二次諧波共振幅值跟主諧共振幅值比較而言要小的多,所以提高齒輪加工精度,減小制造誤差也能有效控制主諧共振幅值,從而控制齒輪系統(tǒng)振動(dòng)幅值。然而,隨著齒形誤差的減小,二次諧波振動(dòng)幅值呈增大趨勢(shì),所以一味的改善齒形誤差,當(dāng)達(dá)到某一定值時(shí),效果不再明顯。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH132.41

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