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多间隙人字齿行星传动系统非线性频响分析
多间隙人字齿行星传动系统非线性频响分析
摘要：
随着工业的发展和对机械系统要求的提高，行星齿轮传动系统逐渐成为一种常用的传动方式。本文研究了一种多间隙人字齿行星传动系统的非线性频响特性。首先，对人字齿行星传动系统的结构进行了分析，并对其动力学方程进行了推导。然后，利用MATLAB软件进行了数值仿真，并对传动系统的自由响应进行了分析。最后，通过改变传动系统的参数，对其非线性频响特性进行了研究。结果表明，传动系统的频率响应曲线呈现出一定的非线性特性，且随着参数的变化，其频率响应的形状和峰值发生了明显的变化。
关键词：多间隙人字齿行星传动系统；非线性频响分析；动力学方程；MATLAB仿真
1.引言
行星齿轮传动系统作为一种常用的传动方式，广泛应用于工业生产中。多间隙人字齿行星传动系统在传动效率、可靠性和承载能力等方面具有优势，因此受到了广泛关注。而传动系统的频响特性是评估其工作性能的重要指标之一，对于系统的稳定性和可靠性有着重要意义。
2.多间隙人字齿行星传动系统的结构和动力学方程
多间隙人字齿行星传动系统由太阳轮、行星轮和内齿轮组成，其结构如图1所示。为了简化问题，假设传动系统为刚性连接且无摩擦，忽略了齿轮的变形和齿隙。根据行星传动的基本原理，可以得到传动系统的运动方程。
3.数值仿真与自由响应分析
为了研究多间隙人字齿行星传动系统的频响特性，利用MATLAB软件进行了数值仿真。首先，根据传动系统的运动方程，建立了传动系统的状态方程。然后，采用龙格库塔法对状态方程进行数值求解。最后，通过绘制传动系统的自由响应曲线，分析了其振动特性。
4.非线性频响特性研究
在前面的分析中，我们假设传动系统的参数保持不变。现在，我们将改变传动系统的参数，并研究其非线性频响特性。首先，我们改变了太阳轮和行星轮的模数，并对传动系统的频率响应进行了分析。然后，我们改变了行星轮和内齿轮的齿数比，并对传动系统的频率响应进行了研究。最后，我们改变了传动系统的传动比，并分析了传动系统的频率响应特性。
5.结果与讨论
通过数值仿真和分析，我们得到了多间隙人字齿行星传动系统的非线性频响特性。结果表明，随着太阳轮和行星轮的模数的增加，传动系统的频率响应曲线的形状发生了变化，并且峰值频率也发生了明显的变化。此外，随着行星轮和内齿轮的齿数比的增加，传动系统的频率响应的形状和幅值也发生了变化。最后，改变传动系统的传动比可以对传动系统的频率响应进行调节。
6.结论
本文研究了多间隙人字齿行星传动系统的非线性频响特性，并对其进行了数值仿真和分析。结果表明，传动系统的频率响应呈现出一定的非线性特性，且随着参数的变化，其频率响应的形状和峰值发生了明显的变化。这对于传动系统的设计和优化具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]王明洲,李芸,刘涛.多间隙人字齿行星齿轮传动系统的动力学性能[J].中国机械工程,2018,29(7):847-853.
[2]孙国强,杨伟,韩东.行星齿轮传动系统全寿命周期动态响应分析与试验[J].南京航空航天大学学报,2013,45(1):48-54.