两级渐开线齿轮传动系统横-摆-扭耦合非线性动力学建模与试验验证

摘要：

以两级渐开线齿轮传动系统为研究对象,分析了几何偏心、中心距安装误差以及齿轮中心支撑弯曲变形引起中心距的变化对啮合角和间隙的影响,引入非线性动态啮合刚度模型,得到了各级齿轮传动的非线性动态啮合力.采用拉格朗日方法建立了考虑偏心、间隙、时变啮合角以及非线性动态啮合刚度模型的两级齿轮传统系统横-摆-扭非线性动力学模型,采用4阶定步长龙哥库塔法求解非线性动力方程.针对一个两级齿轮传统系统试验装置进行理论计算和试验测试,安装在齿轮圆周对称位置的角加速度传感器,测试结果显示各工况下齿轮角加速度仿真值与实验值最大误差为23.51％;固定安装在箱体上的位移传感器测得振动位移仿真值与实验值最大误差为21.21％;粘贴在轴上的应变片测得扭转切应力仿真值与实验值最大误差为17.9％.研究结果表明:仿真结果与试验结果的变化趋势基本吻合,且误差在可接受范围内.分析了可能导致仿真结果与试验结果之间产生误差的原因,验证了渐开线直齿轮传动横-扭-摆耦合非线性动力学模型和非线性动态啮合模型的正确性.

关键词：齿轮、非线性、试验验证、间隙、啮合角

所属期刊栏目：36

分类号：TH113.1

资助基金：国家自然科学基金51375047;教育部新世纪人才支持计划资助NCET-12-0043

在线出版日期：2017-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：124-132