齿侧间隙非线性函数拟合阶次的选取研究

作者：林梅彬. 日期：2024-03-26/span> 浏览：79 查看PDF文档

摘要:针对齿侧间隙非线性函数拟合阶次的选取问题,以斜齿轮传动系统为例,对齿轮系统进行了理论建模、仿真分析,并对实际齿轮系统进行了实验研究。首先,采用集中质量法建立了考虑轴向振动的齿轮非线性系统模型,并对数学模型进行了无量纲化,对齿侧间隙函数分别进行了无拟合、4阶拟合和8阶拟合处理;然后,采用RungeKutta数值积分法进行了数值仿真分析,得到了齿轮系统x、y、z三个方向的幅值-频率比响应曲线图,研究了拟合阶次对系统x、y、z三个方向动态特性的影响;最后,进行了齿轮系统动态测试,得到了齿轮系统x、y、z三个方向的振动响应图,根据仿真与实验结果得出了结论。研究结果表明:不同处理方式下的齿轮系统振动响应在z向的差异较大,拟合阶次的选取应重点考虑z向;在x、y方向,齿侧间隙非线性4阶拟合函数会提前改变齿面接触状态且共振振幅分别增大1倍和1/3倍;对于多间隙的齿轮非线性系统,对齿侧间隙进行无拟合处理,可能导致计算困难和结果不准确;在固有频率附近,对齿侧间隙进行4阶拟合处理能够最大程度弥补其他非线性因素带来的影响;在其他频率范围,对齿侧间隙进行8阶拟合处理会更接近真实齿轮系统。齿侧间隙非线性函数的拟合处理在提高了计算效率的同时,也提高了模型的准确性。

关键词:斜齿轮传动系统;齿轮非线性系统;轴向振动;齿侧间隙;动态响应;拟合阶次;Runge-Kutta数值积分法

中图分类号:TH132.41文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)03-0455-10

林梅彬.齿侧间隙非线性函数拟合阶次的选取研究［J］.机电工程,2024,41(3):455-464.

LIN Meibin. Study on selection of fitting order of gear backlash nonlinearity［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(3):455-464.