魏　莎， 韩勤锴， 褚福磊

(清华大学 机械工程系，北京　100084)

考虑不确定参数的齿轮副非线性动态特性分析

魏莎， 韩勤锴， 褚福磊

(清华大学 机械工程系，北京100084)

摘要：为分析系统动力学参数的不确定性对齿轮副动态响应的影响情况，建立含齿侧间隙和时变啮合刚度的齿轮副动力学模型，并运用区间谐波平衡法分析了考虑区间系统参数的齿轮副非线性系统动态响应。区间谐波平衡法主要是将谐波平衡法与Chebyshev区间包含函数相结合，通过该方法对比分析了两种不同阻尼情况下的齿轮系统频域响应情况。结果表明：在弱阻尼(ζ≪)情况下，系统存在明显的非线性跳跃现象，而且系统频域响应对刚度参数和阻尼参数的波动性不敏感，而对激励参数和齿侧间隙的波动性敏感。而当ζ = 0.1时，系统响应的非线性跳跃现象消失，系统响应幅值降低。刚度参数、载荷参数和齿侧间隙的波动性对所分析区域内的系统响应均有明显影响。阻尼参数的波动性对系统响应的影响则集中于主共振区域。

关键词：齿轮；动态响应；谐波平衡法；Chebyshev包含函数；不确定参数

齿轮传动是最为常用的机构和机械传动装置，其在风电机组、汽车和船舶等机械设备中得到了广泛应用。齿轮系统的动力学性能好坏将直接影响这些机械设备的安全运行和可靠性，过量的振动将可能引起相关设备的疲劳损坏，缩短有效使用寿命。近些年来，国内外学者围绕考虑齿侧间隙和时变啮合刚度等因素的齿轮系统非线性振动问题进行了深入的研究[1-2]。……