复合行星齿轮传动系统分岔与混沌特性研究

建立了含中心件平移振动的拉威娜式复合行星齿轮传动系统非线性动力学模型,推导了构件间相对位移并建立了系统的运动微分方程组．采用数值积分法对方程组进行求解,得到了系统的非线性动态响应结果．综合运用分岔图、时间历程曲线、相空间轨线、庞加莱截面与功率谱分析了激励频率对系统分岔与混沌特性的影响．结果表明：齿侧间隙与时变啮合刚度等非线性因素的耦合使得复合行星齿轮传动系统内部具有丰富的非线性动力学行为;增大系统啮合阻尼比可以使系统逐渐摆脱混沌状态,进入稳定的周期运动．     

干摩擦对行星齿轮传动系统分岔特性的影响分析

为研究齿面摩擦对行星齿轮系统分岔特性的影响,考虑摩擦、时变啮合刚度、齿隙和综合误差等非线性因素,建立行星齿轮系统扭转振动模型,采用Runge-Kutta数值解法求解,结合非线性分析方法分析系统的分岔行为和齿面摩擦对系统分岔特性的影响。数值仿真得出:行星齿轮系统表现出Hopf分岔、跳跃激变、倍化分岔和逆倍化分岔行为。齿面摩擦对系统在低频区域的分岔行为影响小,系统分岔行为基本没有改变,齿面摩擦对系统在高频区域的分岔行为影响大,系统分岔行为变得模糊,提前进入混沌运动;随着摩擦系数的增加,系统随激励频率变化的周期运动受到抑制趋势更加明显,系统混沌运动区间增加。     

超越离合-单行星传动系统的建模及非线性特性

在考虑间隙、时变啮合刚度和综合传动误差的基础上,建立了超越离合-单行星传动系统的非线性动力学模型,设计了评价该系统的综合性能指标;通过对系统分岔与混沌特性的研究,揭示了系统响应随激励频率变化时所经历的倍周期分岔、准周期分岔和阵发分岔等通向混沌分岔路径共存的复杂分岔路径,体现了超越离合-单行星传动系统非线性动力学行为的复杂性态;总结了离合器参数对系统各项性能指标的影响规律,为相关设计和优化提供了理论依据.     

多间隙高重合度齿轮传动系统动力学分岔与稳定性分析

建立了多间隙、时变啮合刚度的高重合度直齿圆柱齿轮传动系统的动力学模型,基于功能原理建立了模型的能量方程,采用有限元法计算了高重合度齿轮的啮合刚度,采用Runge-Kutta法获得了高重合度齿轮传动系统的动力学分岔和跳跃特性.结果表明:在间隙等因素影响下,高重合度齿轮传动系统具有丰富的分岔特性,随着转速的增大,出现了单周期、多周期和混沌等运动状态,系统通过激变途径在混沌运动和周期运动间跳跃;在混沌区域,系统有严重的跳跃现象;齿侧间隙对系统影响较大,较小间隙参数(3.85×10-5m)下齿轮传动系统做周期运动,较大间隙参数下齿轮系统以混沌运动为主;小阻尼参数下,齿轮传动系统处于混沌和周期运动的激变区域,在较高阻尼参数下齿轮传动系统经多次倒分岔进入稳定的单周期运动;从动齿轮的支撑间隙对系统的运动状态影响较大,主动齿轮的支撑间隙则影响较小.     

齿轮传动系统随机振动模型与仿真

除考虑齿轮的齿侧间隙、时变啮合刚度、综合啮合误差和轴承纵向响应外,还考虑了由扭矩波动引起的低频外激励和齿轮阻尼比、齿侧间隙、激励频率、啮合刚度的随机扰动,根据牛顿定律建立了单对三自由度直齿齿轮传动系统的动力学方程.利用系统的分岔图、相图、时间历程图、Poincaré映射图、李雅普诺夫指数和功率谱图分析了齿轮传动系统在齿轮时变啮合刚度变化下的动力学特性,以及啮合刚度的随机扰动对系统动力学的影响.数值仿真表明,随着齿轮时变啮合刚度的增大,齿轮传动系统从周期运动通过倍化分岔通向混沌运动;在啮合刚度的随机扰动不是很大时,系统解的周期结构不会发生大的变化.     

立辊轧机主传动系统的扭振非线性分析

为了掌握立辊轧机主传动系统的扭振理论并且加以控制和利用,根据4200立辊轧机主传动系统的实际参数,建立立辊轧机主传动系统的4自由度非线性扭振模型,采用Matlab软件, 得到分岔图、相图和庞加莱截面,通过仿真分析其周期运动的稳定性以及通过倍周期分岔进入混沌的过程.仿真结果表明,当激振力频率与系统固有频率相近时,角位移增大,系统不稳定,在实际生产中要避免激振力频率与系统固有频率相近的工况;随着角频率的变化,系统由周期运动、准周期运动,经过一系列倍周期分岔最终导致混沌产生.     

直齿轮纯扭转模型弹性动力学分析

为研究非线性因素对直齿轮纯扭转模型弹性动力学的影响,根据达朗贝尔原理,采用微位移思想,建立4自由度直齿轮纯扭转动力学模型.首先,通过Runge-Kutta法结合时间离散法求解系统在齿轮啮合误差、时变啮合刚度和啮合间隙等非线性因素影响下的时变方程,得到系统振动的响应以及对应频谱图.其次,结合非线性特性分析理论,通过改变系统的啮合刚度、激励频率和齿侧间隙,获得系统动态响应的全局分岔图和最大Lyapunov指数.然后,综合运用时间历程曲线、相空间轨线、Poincáre映射图和功率谱,定量和定性分析系统的周期运动、拟周期运动和混沌运动.最后,考虑非线性因素耦合作用对系统的影响,为齿轮传动系统的非线性特性分析提供一套较为完整的方法.     

功率分流式行星传动运动学和静力学矩阵分析方法研究

为了快速地进行功率分流式行星传动的运动学和静力分析,文章从行星传动的基本运动学公式出发,提出了一种基于功能单元分解法计算功率分流式传动系统运动学和静力学参数的方法;推导了考虑效率前后的系统的角速度方程和转矩方程,运用该方法可以同时计算出系统中各运动构件的角速度、传递扭矩、齿轮切向啮合力和行星架上承受的行星轮轴承反力及系...     

碰摩转子系统的稳定性

为研究一个支承在油膜轴承上的单盘转子系统在发生动静件碰摩时系统的稳定性 ,假定轴承为短轴承近似和碰撞为弹性碰撞后 ,导出包括分段线性刚度和非线性油膜力的非线性运动微分方程 ;使用打靶法求系统的周期解并结合 Floquet理论分析解的稳定性 ,发现了在系统的运动中具有倍周期分岔和 Hopf分岔现象 ;研究结果对于更好地了解转子系统的碰摩故障以及其早期预测有意义     

行星齿轮传动系统碰撞振动特性研究

针对行星齿轮传动系统轻载高速下存在碰撞振动的问题进行了研究,为此提出了研究方法和分析模型,即在大载荷下采用线性弹簧来模拟轮齿啮合弹性,在轻载下采用Hertz接触理论来计算齿轮副碰撞力,最终采用集中质量方法建立了行星齿轮传动系统碰撞振动分析模型。研究分析发现:在大载荷、连续增速下,行星齿轮传动系统在太阳轮与行星架扭转振动模式以及内齿圈横向振动模式所对应的固有频率位置出现了共振,并引起了较大的啮合力波动;在轻载下,齿轮副啮合状态发生了变化,出现了碰撞振动,随着负载的增加,接触力的变化呈现出强非线性特征,齿轮副脱啮时间逐渐缩短;当负载达到门槛值时,齿轮副不再脱啮;随着转速的提高,脱啮时间逐渐缩短,碰撞力波动幅值呈线性增大的趋势。该结果可为行星齿轮传动系统减振、降噪研究提供理论依据。     

变速箱行星轮系的动力学仿真

为研究两挡变速箱行星轮系传动过程中的振动特性和轮系间轮齿动态啮合力的变化规律,利用Adams动力学软件建立变速箱行星轮系机构的动力学模型。根据变速箱的工作原理,对行星轮系的动力学行为进行仿真模拟,结果表明：行星轮系输出角速度和角加速度的曲线呈明显周期性,且仿真分析和理论结果的误差为0.6%,以此证明行星轮系仿真模型的正确性。由于轮齿啮合具有一定的周期性致使轮系振动也具有周期性的特点,输出振动角加速度在理论值0°/s²上波动。太阳轮和内齿圈分别与行星轮之间的动态啮合力主频率为2倍关系,太阳轮与行星轮径向、切向啮合力存在90°的相位差,行星轮系轮齿间的接触力满足力平衡关系,与理论分析相一致。     

一类三次方对称离散系统的非线性动力学分析

研究了一类具有对称性的三次方一维离散系统的非线性动力学行为.发现随着系统控制参数的变化,这一类C2类非单峰的映射有着丰富的动力学行为.在一定的参数区域内,系统历经倍周期分岔、鞍结分岔、对称性破缺分岔等形式通向混沌.利用分岔图、Floquet乘子、Lyapunov指数等对系统的周期遍历和混沌现象进行了详细的分析,并计算了系统发生对称性破缺分岔点和对称性恢复点.     

功率变换器中的混沌及控制方法

功率变换器由于其开关工作特性,变换器的拓扑结构不断变化.功率开关变换器被认为是一个固有开关非线性系统,因此其运行过程中必然存在着丰富的非线性现象,如分岔和混沌等.主要表现为诸如转速、转矩的间歇振荡,运行状态的突然崩溃,不明的电磁噪声等.针对功率变换器中的混沌现象,介绍了混沌的基本概念和基本特征,混沌的判别方法;综述了DC-DC功率变换器和电气传动系统中的混沌现象及控制方法;提出了如何利用混沌的某些特性,研究电气传动系统新的控制方法,设计新型的软开关变换器;最后,给出了新型混沌软开关变换器的工作原理及设计方法.指出功率变换器中的混沌研究是一很有发展前景的研究方向.     

齿间滑动摩擦对行星轮系非线性振动的影响

考虑齿间互动摩擦和时变刚度非线性因素,建立扭转行星轮系动力学模型.根据齿间摩擦的特点,将啮合周期划分为三个阶段.用解析和数值计算相结合的方法,研究行星轮系齿间滑动摩擦、齿间载荷分配系数、相位差等参数对行星轮系非线性振动和稳定性的影响.发现在考虑齿间滑动摩擦力时,行星轮系非线性动力学存在如下特点:摩擦因子对行星轮系各构件...     

一类Mathieu方程的混沌分析及控制

利用数值仿真的方法,对一类Mathieu方程的混沌运动及其控制进行了研究.利用分岔图、Lyapunov指数谱和相图等揭示了该系统经由倍周期分岔通向混沌的路径.采用二次分段函数作为非线性反馈控制器,通过控制后方程的分岔图选择适当的控制参数,对这一类Mathieu方程中的混沌行为进行有效的控制.     

某型拉维纳式齿轮变速器轮齿结构设计

为提高双排行星轮系齿轮变速器设计过程中各轮轮齿结构的合理性,以某型拉维纳式齿轮变速器为研究对象,首先分析了该齿轮变速器的结构组成和工作原理,明确了各挡位动力传动路线;其次计算了各挡位自由度与传动比,分析了该轮系的运动学特性;最后通过邻接条件、同心条件与安装条件,校核该齿轮变速器行星轮系的装配条件。结果表明：各齿轮轮齿结构能够满足双排行星轮系的装配条件,并能够实现运动确定、速比合理的7挡变速功能。