齿轮-轴承传动系统擦边碰撞的动力学特性分析

齿面间的擦边碰撞是齿轮-轴承传动系统中一种特殊碰撞形式,可能会导致系统的动力学特性发生改变。为深入探究擦边碰撞对齿轮系统动力学特性的影响,基于频闪映射、齿面和齿背碰撞面Poincaré映射得到系统周期及啮合力变化规律,揭示齿轮副啮入、啮出冲击特性。并利用分岔图、啮合力变化图、相图和最大Lyapunov指数图(the largest Lyapunov exponent,TLE)分析擦边碰撞对系统动力学特性的影响。研究表明,擦边碰撞会引起系统动力学行为发生复杂的变化,导致系统运动和冲击状态发生改变。当啮合力突变点处TLE小于零时,系统周期保持不变而啮合力发生突变,但相轨迹的拓扑结构未发生变化。当啮合力突变点处TLE近似为零时,系统运动发生分岔,系统周期数和啮合力均发生改变。该研究揭示了齿轮-轴承系统擦边碰撞引起的一些复杂动力学现象,为系统的安全运行、优化设计等方面提供参考。

含Dankowicz动摩擦的碰撞振动系统动力学分析

针对单列圆柱滚子轴承,考虑Dankowicz动摩擦,简化得到一类含动摩擦的碰撞振动系统的动力学模型,并分析系统的运动过程,进而数值仿真研究激振频率变化对系统摩擦诱导擦边碰撞振动特性的影响和高低激振频率作用下间隙变化对系统摩擦诱导粘滑碰撞振动特性的影响。结果表明:在一定参数下,随着激振频率变化,系统发生Grazing分岔并出现摩擦诱导擦边碰撞运动、发生Neimark-Sacher分岔并经锁相进入混沌运动和系统从周期运动经Bare-grazing分岔进入混沌运动等复杂的动力学特性。随着间隙的变化,在低频时,系统发生Neimark-Sacher分岔、周期倍化分岔、Sliding分岔、Grazing分岔和Bare-grazing分岔等多种分岔行为,呈现出周期与混沌运动相互转迁的复杂动力学特性,在高频时,系统以周期运动为主,混沌窗口减少。