含时变摩擦和时变齿侧间隙的直齿轮副动力学分析

为了研究时变齿面啮合摩擦、侧隙和啮合刚度对齿轮副非线性振动的影响,以齿轮副啮合线上的相对扭转位移为广义坐标,建立了考虑摩擦、齿侧间隙的直齿圆柱齿轮副非线性动力学模型,采用变步长Runge-Kutta数值积分法求得了系统的周期响应和混沌响应。通过分岔图比较,时变齿侧间隙幅值对系统分岔特性的影响较小,时变摩擦对系统分岔影响较大,摩擦导致系统提前进入和退出混沌。采用FFT对位移频谱分析,发现含有摩擦时系统的超谐和次谐响应成分增多;比较Poincare映射图得出,摩擦使系统混沌吸引子有所变大,但混沌程度有所下降。研究结果为齿轮系统的结构设计和参数选择提供理论依据。