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推进技术2025年第09期:多状态啮合对齿轮转子系统次谐振动特性的影响规律数值研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:左彦飞;周峰;李想;刘谦;范满意;孔祥兴;

单位:北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室;北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室;中国航空发动机研究院基础与应用研究中心;

摘要:为探究不同工况下直齿轮刚性转子系统的啮合状态变化与非线性响应间的联系,提出了一种基于多体接触瞬态动力学的齿轮系统等效模拟方法,以典型发动机附件齿轮箱内一对渐开线直齿轮副为研究对象,建立包含齿侧间隙、时变啮合刚度、摩擦和柔性支承的动力学模型。使用接触碰撞函数瞬时检测齿轮几何模型的接触行为并计算啮合冲击力。通过调整驱动转速和负载扭矩的大小间接改变啮合冲击的大小,研究了系统非线性次谐振动现象、机理及变化规律。结果表明,在该齿轮系统的工作条件范围内出现1/2,1/3和1/4三种典型次谐振动。啮合状态的周期性变化是导致次谐振动的直接原因,同时使得传递误差在时域内出现了周期性改变。在相平面图中可以观察到,相同的次谐振动条件下齿轮系统的运动状态会随着啮合状态的改变而在单周期状态和双周期状态之间转变。从啮合激励角度解释了齿轮啮合状态与系统发生次谐振动的关联关系。

关键词:齿轮系统动力学;;非线性振动;;次谐振动;;多体动力学;;多状态啮合

基金资助:国家科技重大专项(2019-I-0019-0018)~~