[发明专利]一种单级齿轮传动系统谐波抑制简易方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单级齿轮传动系统谐波抑制最简易方法，属于机械工程领域。

背景技术

谐波振动是非线性动力学系统特有的一种形式，由于齿轮系统中的齿侧间隙、啮合阻尼、时变刚度等非线性因素，导致系统产生很强的非线性振动。在一定的参数区域内，系统表现为混沌谐波振动，而谐波振动对传动系统的工作性能和可靠性是有害的。因此,，对齿轮传动系统中的混沌振动需要有效的、可行的控制。人们从不同的角度提出了很多抑制谐波振动的措施，取得了很多研究成果。在单级齿轮传动系统中，得到了很多有益的实验数据和规律，提出了不同的抑制谐波振动的措施。而对单级齿轮传动系统抑制谐波的自适应方法却鲜有报道。本发明采用一个最简易控制器，可以实现单级齿轮传动系统谐波振动的快速抑制。

本发明采用一个最简易控制器，可以实现单级齿轮传动系统谐波振动的快速抑制。

发明内容

本发明提供一种单级齿轮传动系统谐波抑制最简易方法，其特征在于：该方法首先齿侧间隙、时变啮合刚度和综合啮合误差等因素建立单级直齿齿轮传动系统模型，给出其产生混沌谐波的条件，并利用一个最简单的控制器实现单级齿轮传动系统谐波快速抑制，通过实验验证结论的正确性。

本发明提出的技术方案具体步骤包括：

单级齿轮传动系统如图1所示，对于单级齿轮传动系统仅考虑齿轮的扭转振动，采用集中质量法建立齿轮副扭转振动分析模型。其中，                                                为齿轮副的啮合阻尼；和为主、被动齿轮的转动惯量；和为主、被动齿轮的基圆半径；为齿轮副的时变啮合刚度；和为主、被动齿轮的扭转振动位移；和为作用在主、被动齿轮上的转矩；为齿轮啮合综合误差。可得到单级齿轮传动系统的动力学方程为：

                                     (1)

齿轮间隙为2b，间隙非线性函数为

                                                                                          (2)

模型无量纲微分方程为

                                                        (3)

其中,为无量纲齿轮啮合刚度，为无量纲阻尼，为无量纲频率，为齿轮传动的外部激励幅值；为齿轮传动的等效外部激励。

单级齿轮传动系统谐波抑制自适应控制器为

                                                                                        (4)

其中，为自适应更新律并可表示为

                                                                                                                        (5)

利用上述自适应控制器可以实现单级齿轮传动系统谐波快速抑制。

本发明的技术效果：本发明提出的上述一种单级齿轮传动系统谐波抑制技术方案，该方法首先给出单级齿轮传动系统的动力学模型，然后进行无量纲变换，并利用一个最简单的自适应控制器实现单级齿轮传动系统谐波的快速抑制，通过实验验证结论的正确性。

附图说明

图1为单级齿轮传动系统模型。

图2为实施例单级齿轮传动系统抑制前的谐波分量()。

图3为实施例单级齿轮传动系统抑制后的谐波分量()。

图4为实施例单级齿轮传动系统自适应更新律响应。

具体实施方式

实施例：

单级齿轮传动系统如图1所示，对于单级齿轮传动系统仅考虑齿轮的扭转振动，采用集中质量法建立齿轮副扭转振动分析模型。其中，为齿轮副的啮合阻尼；和为主、被动齿轮的转动惯量；和为主、被动齿轮的基圆半径；为齿轮副的时变啮合刚度；和为主、被动齿轮的扭转振动位移；和为作用在主、被动齿轮上的转矩；为齿轮啮合综合误差。可得到单级齿轮传动系统的动力学方程为：

                                     (1)

齿轮间隙为2b，间隙非线性函数为