齿面摩擦对船用人字齿轮弯扭轴摆耦合非线性幅频特性的影响

为了更加精确地分析船用人字齿轮传动系统的非线性幅频特性,综合考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、齿侧间隙、综合传动误差、外载激励以及中间轴段与弹性支撑等因素,采用集中质量参数法,建立了24自由度船用人字齿轮传动系统的弯-扭-轴-摆耦合非线性动力学模型,推导了系统的非线性动态微分方程.模型中采用弹流润滑理论,计算了齿面摩擦因数、摩擦力及摩擦力矩;采用Runge-Kutta数值法对微分方程进行求解,获得了齿面摩擦影响下的无量纲频率系统相图及时间历程图,分析了齿面摩擦对系统非线性频响特性的影响.结果表明,齿面摩擦抑制了人字齿轮副沿啮合线方向的振动,但不改变齿轮的啮合状态;在频率0～0.89的低频段及频率1....

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Published in机械传动 Vol. 46; no. 5; pp. 9 - 61
Main Authors 张颢秦, 董皓, 王理邦, 赵晓龙
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西安工业大学 机电工程学院,陕西 西安 710021 2022
Subjects
幅频
非线性
齿面摩擦
弯扭轴摆
人字齿轮
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ISSN1004-2539
DOI10.16578/j.issn.1004.2539.2022.05.002

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Summary:为了更加精确地分析船用人字齿轮传动系统的非线性幅频特性,综合考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、齿侧间隙、综合传动误差、外载激励以及中间轴段与弹性支撑等因素,采用集中质量参数法,建立了24自由度船用人字齿轮传动系统的弯-扭-轴-摆耦合非线性动力学模型,推导了系统的非线性动态微分方程.模型中采用弹流润滑理论,计算了齿面摩擦因数、摩擦力及摩擦力矩;采用Runge-Kutta数值法对微分方程进行求解,获得了齿面摩擦影响下的无量纲频率系统相图及时间历程图,分析了齿面摩擦对系统非线性频响特性的影响.结果表明,齿面摩擦抑制了人字齿轮副沿啮合线方向的振动,但不改变齿轮的啮合状态;在频率0～0.89的低频段及频率1.42～2的高频段,齿面摩擦对振动幅值的阻尼作用不可忽略,在无量纲啮合频率0.95～1.23的非稳态共振区,齿面摩擦的阻尼作用并不明显.为船用人字齿轮减振降噪性能的研究提供了理论依据.
ISSN:1004-2539
DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2022.05.002