考虑支撑间隙的齿轮系统动力学响应分析

摘要 以两轴式变速器三档传动齿轮为研究对象，对于通过花键与输出轴连接的从动齿轮，由于制造误差和装配误差，在其中心处所存在的支撑间隙必将影响齿轮传递动态特性，对此以二状态模型描述从动齿轮支撑处间隙副的接触状态及碰撞摩擦特性，建立考虑时变啮合刚度，齿侧间隙，综合齿频误差等非线性特性因素的运动微分方程，采用变步长Runge-Kutta法对状态方程进行数值求解，结合相图、Poincare截面和功率谱密度图，综合分析间隙值大小等因素对齿轮系统的动力学特性的影响。数值算例分析表明，随着间隙值的增大，齿轮啮合线的传递误差从单周期运动逐渐过渡到混沌运动，从动轮的位移响应经历了单周期-准周期-单周期的变化；间隙值过大时，间隙副出现明显的单边接触状态