采煤机截割部传动系统的非线性动力学建模及仿真

——毛　君　张　瑜　张　坤等采煤机截割部传动系统的非线性动力学建模及仿真—

采煤机截割部传动系统的非线性动力学建模及仿真

毛　君　张　瑜　张　坤　陈洪月　徐健博

辽宁工程技术大学机械工程学院，阜新，１２３０００

摘要：针对采煤机截割部齿轮传动系统在运行中产生振动、制造噪声污染等现象，综合考虑啮合刚度、啮合阻尼、综合误差等因素，建立了采煤机截割部齿轮传动系统的非线性动力学模型，运用变步长阻Ｒｕｎｅｕｔｔａ方法对系统微分方程进行了求解。通过分析相平面图和庞加莱截面研究了啮合刚度、－Ｋｇ

尼比及激振频率对齿轮系统动态特性的影响。研究结果表明：在一定区间内，阻尼比逐渐减小时，太阳最终进入混沌运动；啮合刚度增大时，太阳轮位移响应同样轮位移响应由单周期运动转为多周期运动，

从周期运动逐渐进入混沌运动；激振频率逐渐增大时，太阳轮位移响应呈现由周期响应转变为混沌响应再转变为拟周期响应的现象。

关键词：采煤机截割部；行星齿轮传动系统；非线性动力学；动力学微分方程中图分类号：Ｏ１２１．８

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

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ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｅｕａｔｉｏｎｑ

０　引言

截割部齿轮传动系统是采煤机重要组成部分，它在运行中，不仅会产生振动，还会制造噪声因此有必要对采煤机截割部齿轮系统振动污染，

规律及动态特性进行深入研究

［］１２－

动的力学模型，研究了不同齿轮啮合刚度条件下的系统振动特性，并分别对正交面和非正交面齿王世轮系统的非线性振动特性进行了深入研究；

８］

宇等［采用行星传动纯扭转模型对传动系统的固９］有特性进行了研究；孙涛等［对行星齿轮系统的１０］

公彦军［建立了非线性动力学问题进行了研究；

。

国内外学者对行星齿轮系统的非线性进行了

［３］

大量研究。Ｌｉｎ等对行星齿轮啮合刚度变化引

汽车自动变速器多级行星齿轮传动系统的动力学模型，分析了自然模态和误差激励对系统固有特

１１］１０］

性的影响规律；黄启林［结合公彦军［的研究

起的参数不稳定性进行了相关研究；Ｂａｒｋ等Ｅｒｉｔｅｎｅｌ等

［５］

［４］

研

究了行星齿轮传动非线性动力学的解析解；

采用弯－扭－轴－摆耦合模型分析了斜

齿行星齿轮传动的固有特性；文献［考虑齿轮６－７］副的综合啮合误差，建立了等效多自由度系统振

收稿日期：２０１５１２０２－－

）基金项目：辽宁省教育厅创新团队资助项目（ＬＴ２０１３００９

分析，建立了两级行星传动系统的动力学模型，研究了时变啮合刚度及齿侧间隙等因素对系统非线性动态特性的影响规律。

本文多方面考虑啮合刚度、啮合阻尼、综合误建立采煤机截割部齿轮传动系统差等因素影响，

运用变步长Ｒ的非线性动力学模型，ｕｎｅ－Ｋｕｔｔａｇ

·２７·

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