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非线性悬挂齿轮系统的动力学特性研究
| 论文题名： | 非线性悬挂齿轮系统的动力学特性研究 |
| 关键词： | 非线性动力学;双参分岔图;悬挂系统;圆柱齿轮 |
| 摘要： | 近代以来，齿轮传动被普遍的应用于航空、航天、医疗器械等工业部门，但是齿轮传动系统实质为非线性系统，为了适应现代工业的发展，很有必要提高其精度，减小其振动和噪音，由此对齿轮非线性行为的研究变的尤为重要。 本文重点基于通常的直齿圆柱齿轮进行探究，先后建立了时不变啮合刚度下非线性悬挂齿轮系统的动力学模型、时变啮合刚度下非线性悬挂齿轮系统的动力学模型和故障参数下非线性悬挂齿轮系统的动力学模型。运用RK4算法分别对上述三种模型进行数值运算，得到了各个模型下的分岔、Lyapunov指数、Lyapunov维数、啮合曲线、相图、Poincaré截面、动载荷、时间历程和FFT图。 采用由数值运算所获得的一系列动力学响应，详细研究了各个模型下当单个参数不断改变时齿轮系统相应的动力学特性；采用二维参数分岔彩图研究了上述三种模型下当两个参数同时变化时齿轮系统的动力学特性，得到了齿轮相应的倍周期、加周期和混沌等非线性行为，具体结果分析如下: （1）本文分别研究了时不变啮合刚度下、时变啮合刚度下和故障参数下非线性悬挂齿轮系统在单参和双参条件下的分岔行为，分析发现：倍周期分岔、逆倍周期分岔、加周期分岔、条形混沌运动、带状混沌运动和连续混沌运动在齿轮系统的动力学行为中具有普遍存在性。 （2）通过单参和双参分岔图，可以轻易找出齿轮系统在各个模型下的最优工作区间，但是对比发现：两参数同时变化时讨论齿轮系统的动力学行为更科学、更具有必要性和现实指导意义。 （3）通过四种故障参数下非线性悬挂齿轮系统的动力学特性与正常状态下非线性悬挂齿轮系统的动力学特性相对比，可以发现：四种故障参数对于齿轮系统的正常运转具有一定的干扰作用，此结论可以为齿轮系统的故障诊断提供一定的理论依据。 |
| 作者： | 刘魁 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 褚衍东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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