2009
年
1
月
第
28
卷第
1
期
机械科学与技术
Mechanical
Sc
ien
臼
and
Technology
for
Aerospace
Engin
四
ring
January
2ω9
Vo
l.
28
No.1
间隙对两级星型齿轮传动动态特性的影晌研究
鲍和云，朱如鹏，靳广虎，朱自冰
(南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室，南京
21
∞
16)
鲍和云
摘
要:建立了两级呈型齿轮传动系统的非线性动力学分析模型，模型中考虑了系统的综合喝合误
差、时变喝合刚庭以及齿侧间隙。分析了两级呈型齿轮传动系统非线性动态特性。采用数值积分
方法对多间隙多自由度非线性微分方程组进行了求解。研究了间隙对两级星型齿轮传动系统的动
态特性的影响及两级间隙值分别羊旗作用时系统的动态特性。分析表明，当其余参数不变，间隙变
化时，系统的动态响应也随之变化。增加间隙会使1}..统由简谐振动进入混沌振动，系统动载荷增
大，脱嗤时间增加。第一级传动的齿侧间隙对系统的动态特性影响较大，第二级传动的齿侧间隙对
系统的动态特性影响则较小。两级间隙对系统的作用相互间有影响，不是羊纯的累加作用。
关键词:星型齿轮传动;非线性振动;间隙;混沌;动态特性
中固分类号
:V232.8
文献标识码
:A
文章编号:
1003
-8
728
(2009
)OI
-D
I02
-D
6
I
nf1
uence of Backlash
00
the Dynamic Characteristics
of a Two-stage Star Gear Train
Bao Heyun , Zhu Rupeng, Jin Guanghu, Zhu Zibing
(Jiangsu
Key
Labo
ratory
of
Precision
and
Micro-Manufacturing
Technology
,
Nanjing
University
of
Aeronautiωand
As
tronautics
,
Nanjing
210016)
Abstract:
A dynamic analysis model in
which
出
e
transmission error
and
the time-varying
sti
晶
less
and
backlash are
included is established for a two-stage star gear
train.
币
le
nonlinear
dyn
创
nic
behavior
of
出
e
system is studied.
Employing
OD
E4
5 integration method in Matlab , the nonlinear differenticl equations
wi
由
multiple
backlash are
solved.
Influence
of
backlash on the load sharing characteristics is investigated and the load sharing characteristics
subjected
to
the two-stage backlash is analyzed.
Th
e
d
严
lamic
response changes
wi
出由
e
changing of backlash
.币
le
backlash increasing will cause the system from harmonic vibration
ωchaos
and make the dynamic loading and miss-
ing out gearing time increase. Backlashes of the
two
stages have accumulated effect on the system.
Key
words:
star gear train; nonlinear vibration; backlash; chaos; dynamic characteristic
星型齿轮传动是航空发动机上常用的一种功率
分流定轴齿轮系传动。出于润滑的需要和安装方面
的考虑，以及齿轮传动过程中的磨损等，使得齿轮啃
合过程中不可避免地存在齿侧间隙。功率分流齿轮
传动系统非线性动力学的研究亦开始受到重
视
[1-6J
。但以上文献研究的都为单级齿轮系统的非
收稿日期
:2
∞
7
-05
-26
基金项目:国家自然科学基金项目(到万
'5
1(~)
，航空科学基金项目
(ω
臼
;2021)
及江苏省精密与微细制造扣
R
重点实验室资助
作者简介:饱和云(1
976
-)
，讲师，博士，研究方向为机械
CAD
及自
动化、机械系统动力学，
siY
W1
ge
r@
163.
com
线性系统。对于多级多自由度多间隙系统的星型齿
轮传动系统的非线性动态特性还未见到相关的文献
研究。基于此，本文研究了两级星型齿轮传动系统
的非线性动动态特性，并分析了间隙对系统的动态
特性的影响。
1
系统的运动方程
图
1
所示是两级内外啃合星型齿轮传动装置的
传动简图。整个系统由第一级传动系统(太阳轮
丘
，
N
个星轮
Zp)
)
和第二级传动系统(内齿轮
Z"N
个星轮
Z
p2)
相连接组成。输人功率经太阳轮
Z
，
分
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