【摘要】： 齒輪系統(tǒng)在各種工業(yè)設(shè)備中廣泛應(yīng)用,其工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲是造成機(jī)器設(shè)備動(dòng)態(tài)性能惡化的主要因素之一。對(duì)齒輪系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究,是齒輪系統(tǒng)振動(dòng)和噪聲控制技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn),也是齒輪系統(tǒng)振動(dòng)噪聲領(lǐng)域研究的前沿課題和發(fā)展方向。振動(dòng)量的大小直接決定于能量輸入的強(qiáng)度,以振動(dòng)功率流對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法,已在很多工程領(lǐng)域得到應(yīng)用;這種基于振動(dòng)能量分析的方法可以較傳統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)分析更好地揭示振動(dòng)系統(tǒng)的綜合動(dòng)態(tài)特性,因而受到越來越多的重視。本文以羅茨風(fēng)機(jī)的振動(dòng)噪聲控制問題為背景,對(duì)將功率流方法應(yīng)用于齒輪系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了探討,可以為分析非線性齒輪系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲,合理有效的設(shè)計(jì)齒輪系統(tǒng)參數(shù)提供有益的參考。 本文首先通過對(duì)齒輪系統(tǒng)進(jìn)行合理簡(jiǎn)化,建立了單自由度非線性齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,在模型中綜合考慮了時(shí)變嚙合剛度、齒側(cè)間隙、綜合誤差等非線性因素。在動(dòng)力學(xué)建模的基礎(chǔ)上對(duì)該系統(tǒng)的振源功率進(jìn)行了分析,并探討了應(yīng)用能量分析研究系統(tǒng)非線性振動(dòng)特性的方法;對(duì)于周期運(yùn)動(dòng),以經(jīng)典意義的功率流評(píng)價(jià)其穩(wěn)態(tài)振動(dòng)強(qiáng)度;對(duì)于非周期運(yùn)動(dòng),以時(shí)間平均功率的長期趨向描述系統(tǒng)的振動(dòng)能量水平。 隨后推導(dǎo)了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程和振動(dòng)功率流函數(shù)的時(shí)域仿真算法,并利用Runge-Kutta-Felhberg方法,對(duì)模型進(jìn)行數(shù)值求解。通過對(duì)非線性齒輪系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)值仿真,并根據(jù)Poincare截面原理,運(yùn)用點(diǎn)映射、胞映射等圖解方法,對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行判定,對(duì)時(shí)不變嚙合剛度和時(shí)變嚙合剛度齒輪系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行對(duì)比分析,研究了齒輪系統(tǒng)的周期運(yùn)動(dòng)、擬周期運(yùn)動(dòng)、混沌和分岔特性。進(jìn)一步對(duì)確定參數(shù)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了功率流計(jì)算分析,并通過與系統(tǒng)全局吸引域以及關(guān)于特定參數(shù)的分岔特性的比較,研究了系統(tǒng)功率流變化與系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)變化的內(nèi)在關(guān)系,揭示了決定系統(tǒng)功率流水平的主要因素以及主要系統(tǒng)參數(shù)對(duì)其功率流水平的影響規(guī)律。
【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】：2009
【分類號(hào)】：TH132.41
【圖文】：

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本文編號(hào)：2745874