采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)建模及仿真

——毛　君　張　瑜　張　坤等采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)建模及仿真—

采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)建模及仿真

毛　君　張　瑜　張　坤　陳洪月　徐健博

遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，阜新，１２３０００

摘要：針對(duì)采煤機(jī)截割部齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生振動(dòng)、制造噪聲污染等現(xiàn)象，綜合考慮嚙合剛度、嚙合阻尼、綜合誤差等因素，建立了采煤機(jī)截割部齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)模型，運(yùn)用變步長(zhǎng)阻Ｒｕｎｅｕｔｔａ方法對(duì)系統(tǒng)微分方程進(jìn)行了求解。通過(guò)分析相平面圖和龐加萊截面研究了嚙合剛度、－Ｋｇ

尼比及激振頻率對(duì)齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。研究結(jié)果表明：在一定區(qū)間內(nèi)，阻尼比逐漸減小時(shí)，太陽(yáng)最終進(jìn)入混沌運(yùn)動(dòng)；嚙合剛度增大時(shí)，太陽(yáng)輪位移響應(yīng)同樣輪位移響應(yīng)由單周期運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為多周期運(yùn)動(dòng)，

從周期運(yùn)動(dòng)逐漸進(jìn)入混沌運(yùn)動(dòng)；激振頻率逐漸增大時(shí)，太陽(yáng)輪位移響應(yīng)呈現(xiàn)由周期響應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛煦珥憫?yīng)再轉(zhuǎn)變?yōu)閿M周期響應(yīng)的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：采煤機(jī)截割部；行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；非線性動(dòng)力學(xué)；動(dòng)力學(xué)微分方程中圖分類號(hào)：Ｏ１２１．８

：／ＤＯＩ１０．３９６９ｉ．ｓｓｎ．１００４－１３２Ｘ．２０１７．０１．００５ｊ

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０　引言

截割部齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是采煤機(jī)重要組成部分，它在運(yùn)行中，不僅會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，還會(huì)制造噪聲因此有必要對(duì)采煤機(jī)截割部齒輪系統(tǒng)振動(dòng)污染，

規(guī)律及動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行深入研究

［］１２－

動(dòng)的力學(xué)模型，研究了不同齒輪嚙合剛度條件下的系統(tǒng)振動(dòng)特性，并分別對(duì)正交面和非正交面齒王世輪系統(tǒng)的非線性振動(dòng)特性進(jìn)行了深入研究；

８］

宇等［采用行星傳動(dòng)純扭轉(zhuǎn)模型對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的固９］有特性進(jìn)行了研究；孫濤等［對(duì)行星齒輪系統(tǒng)的１０］

公彥軍［建立了非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了研究；

。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)行星齒輪系統(tǒng)的非線性進(jìn)行了

［３］

大量研究。Ｌｉｎ等對(duì)行星齒輪嚙合剛度變化引

汽車自動(dòng)變速器多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，分析了自然模態(tài)和誤差激勵(lì)對(duì)系統(tǒng)固有特

１１］１０］

性的影響規(guī)律；黃啟林［結(jié)合公彥軍［的研究

起的參數(shù)不穩(wěn)定性進(jìn)行了相關(guān)研究；Ｂａｒｋ等Ｅｒｉｔｅｎｅｌ等

［５］

［４］

研

究了行星齒輪傳動(dòng)非線性動(dòng)力學(xué)的解析解；

采用彎－扭－軸－擺耦合模型分析了斜

齒行星齒輪傳動(dòng)的固有特性；文獻(xiàn)［考慮齒輪６－７］副的綜合嚙合誤差，建立了等效多自由度系統(tǒng)振

收稿日期：２０１５１２０２－－

）基金項(xiàng)目：遼寧省教育廳創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目（ＬＴ２０１３００９

分析，建立了兩級(jí)行星傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，研究了時(shí)變嚙合剛度及齒側(cè)間隙等因素對(duì)系統(tǒng)非線性動(dòng)態(tài)特性的影響規(guī)律。

本文多方面考慮嚙合剛度、嚙合阻尼、綜合誤建立采煤機(jī)截割部齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)差等因素影響，

運(yùn)用變步長(zhǎng)Ｒ的非線性動(dòng)力學(xué)模型，ｕｎｅ－Ｋｕｔｔａｇ

·２７·

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