基于增量谐波平衡法的复合行星齿轮传动系统非线性动力学
2012-09-15刘振皓巫世晶王晓笋
刘振皓,巫世晶,王晓笋,潜 波
(1.武汉大学 动力与机械学院,武汉 430072;2.中国北方东西研究所,车辆传动重点实验室,北京 100072)
复合行星齿轮传动系统可以承受大的载荷与传动比,因而在机械传动系统中得到广泛应用,其性能的好坏对传动系统具有重要影响。Kahraman[1]分析了Ravigneaux式复合行星轮系可能的10种运动结构形式,并对每一种结构分别建立了纯扭转线性动力学模型,分析了系统的固有特性。Dhoubib[2]建立了 Ravigneaux式复合行星轮系的平移—扭转耦合动力学模型,研究了系统固有特性。Kiracofe、Guo和潜波[3-5]也均建立了某类复合行星轮系的纯扭转模型,研究了系统的固有特性。在利用解析法研究系统的非线性动力学特性方面,目前只有 Al-shyyab[6]应用谐波平衡法(HBMHarmonic balance method)研究了辛普森(Simpson)式复合行星齿轮传动系统纯扭转模型的非线性动态响应,得到了各级啮合副的动态啮合力。
Lau[7]在1981年提出了增量谐波平衡法(IHBMIncremental jarmonic balance method),对于一般的非线性系统利用该方法可以求取任意阶近似解。此后,Lau[8]研究了具有分段线性刚度的系统动力学,得到了该问题的解的一般形式。杨绍普、申永军[9-10]利用IHBM法研究了一类考虑时变啮合刚度和间隙的直齿轮副的非线性动力学,建立了这类模型的解的统一形式,同时研究了系统的分岔特性以及阻尼比、外激励幅值对系统幅频曲线的影响。目前,还没有学者将IHBM法应用于拉威娜(Ravigneaux)式复合行星齿轮传动系统非线性动力学特性的研究。因此,本文利用IHBM法研究了Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统的非线性动力学特性,得到了系统的基频稳态响应。……
