改性谐波传动系统弯扭耦合振动建模与分岔特性

建立改性谐波传动系统等效物理模型,将改性谐波传动系统中扭转刚度、阻尼、齿侧间隙以及传动误差等非线性因素等效为上述物理模型啮合产生的非线性因素,并推导出改性谐波传动系统弯扭耦合振动方程。采用数值积分方法求解系统非线性振动方程并研究谐波传动系统的运动状态随转速、齿侧间隙与传动误差幅值变化的分岔特性,通过试验验证模型及理论分析的正确性。结果表明,随着转速的增大,系统由鞍结分岔进入混沌状态,最终由倍周期逆分岔转变为稳定的周期一运动;随着齿侧间隙的增大,系统由鞍结分岔进入混沌,之后进入短暂的周期三运动后完全变为混沌状态;而随着传动误差幅值的增大,系统由倍周期分岔进入混沌。相对阻尼比以及静态载荷对系统的稳定性都有较大的影响,相对阻尼比和静态载荷的增大均会使得系统混沌分岔现象减弱。研究结果可对提高改性谐波传动系统稳定性、减震降噪以及延长系统寿命提供理论参考。