转矩分流式齿轮传动系统的非线性动力学特性

杨 振  王三民  范叶森

(西北工业大学机电学院 西安 710072)

摘要：为研究转矩分流式齿轮传动系统的非线性动力学特性，建立系统的非线性动力学模型，考虑了齿侧间隙、时变刚度、综合传动误差、阻尼和外激励等参数。使用PNF(Poincaré-Newton-Floquet)方法对系统的动力学微分方程进行求解发现，在不同的参数条件下系统会出现4种动态响应：简谐响应、次谐波响应、拟周期响应及混沌响应。4种状态下的时间历程、相图、Poincaré映射图、快速傅里叶变换(Fast Fourier transform，FFT)频谱图表明该系统有很强的非线性特性，应使用非线性理论进行更深入的研究。

关键词：转矩分流齿轮传动  非线性动态响应  拟周期响应  混沌

中图分类号：TH132

航空科学基金资助项目(2006ZB53016)。20070824收到初稿，20080318收到修改稿

作者简介：杨振，男，1980年出生，博士研究生。主要研究方向为转子动力学和齿轮系统的非线性振动及其控制。
E-mail：yang95478@163.com

参 考 文 献

[1] KRANTZ T L. Dynamics of a split torque helicopter transmission[R]. National Aeronautics and Space Administration, 1994.
[2] 孙智民. 功率分流齿轮传动系统非线性动力学研究[D]. 西安：西北工业大学，2002.
SUN Zhimin. Research on nonlinear dynamics of split-power cear system[D]. Xi’an：Northwest Polytechnical University, 2002.
[3] 袁茹，王三民，沈允文.行星齿轮传动的功率分流动态均衡优化设计[J]. 航空动力学报，2000，15(4)：410-412.
YUAN Ru, WANG Sanmin, SHEN Yunwen. Dynamic optimum design of power shared out equally among the planetary gears[J]. Journal of Aerospace Power, 2000, 15(4)：410-412.
[4] KRANTZ T L. A method to analyze and optimize the load sharing of split path transmissions[R]. NASA Technical Memorandum 107201, 1996.
[5] KRANTZ T L, DELGADO I R. Experimental study of split-path transmission load sharing[R]. NASA Technical Memorandum 107202,1996.
[6] HOUSER K V, DONALD R. Analytical predictions for the transmission error excitation in various multiple-mesh gear-trains[C]// Proceedings of the ASME Design Engine- ering Technical Conference, Chicago, 2003(9), 4(A)：515-524.
[7] DOUGLAS R, YESH P. Design of input coupled split power transmissions, arrangements, and their character- istics[J]. Journal of Mechanical Design, Transactions of the ASME, 2004, 126(3)：542-550.