系统参数对多平行轴齿轮-转子系统固有特性的影响

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齿轮传动系统在化工、机械、航空和船舶等行业的重要设备中起着关键的作用 ，其动力学行为和工作性能对整个机器有重要的影响 1。因此齿轮系统的动力学问题-直受到人们的广泛关注。

近年来，针对齿轮-转子系统的动力学特性 ，许多国内外学者进行了大量的研究。文献I 噪用有限元法研究了涡轮冷却转子轴承系统的耦合振动挣陛，分析了齿轮啮合刚度对弯扭耦合振动特性的影响。文献4帷导了考虑扭转激励的系统动力学方程，分析了啮合刚度对汽轮发电机齿轮转子固有频率的影响。文献m基于有限元方法，建立考虑齿轮偏心、静态传递误差等因素的多自由度齿轮弯扭耦合模型，并进行了耦合振动分析。文献 建立多平行齿轮耦合转子系统的振动方程，分析了某三平行齿轮减速系统的固有频率及其振型和强迫振动响应特性。文献 虑齿轮啮合线瞬时位置的变化对齿间动态啮合力的影响，分析了齿轮副耦合作用对机组振动特性的影响。文献c8I运用显式动力学分析法，研究对啮合齿轮副结构参数中的变位系数和螺旋角的改变对啮合瞬态性能的影响。文献 研究了齿数、模数、齿宽、螺旋角、变位系数等参数对斜齿轮副载荷分布 、齿间载荷分配 、刚度及计算振幅的影响。文献 嚏 立了-个轴对称的 Timoshenko梁单元模型，分析了轴承刚度对系统固有频率和模型的影响。

以文献IH1提供的-个两对斜齿轮啮合的三平行轴转子系统为研究对象，建立了平行轴系齿轮耦合转子系统有限元模型，分析了齿轮啮合刚度、安装角、螺旋角、轴承刚度对系统弯-扭-轴-摆耦合固有特性的影响。

2平行轴系齿轮耦合转子系统模型文献提供的三平行轴两对斜齿轮副啮合转子系统结构形式，如图 1所示。齿轮-转子系统参数详见文 n。由于原文未能提供集中质量 1和集中质量 2的计算参数，因此对其进行了假定，集中质量 1的质量为 0.9969kg，直径转动惯量为956kg·mm2，极转动惯量为 1850kg·mmz；集中质量 2的质量为0.5185kg，直径转动惯量为 372kg·mm2极转动陨量为 709kg·mm：。

整个系统的运动方程表达如下： (1)来稿日期：2012-09-04作者简介：黄 婧，(1991-)，女，江西樟树人，在读硕士研究生，主要研究方向：转子动力学；张义民，(1958-)，男，吉林长春人，博士，教授，主要研究方向：机械动态可靠性设计l6 黄 婧等：系统参数对多平行轴齿轮-转子系统固有特性的影响 第7期式中： 、D和 K-系统质量、阻尼和刚度矩阵。其中，质量矩阵包括转子质量和齿轮质量 ，阻尼矩阵D包括粘陛阻尼、轴承阻尼和陀螺力矩'冈0度矩阵 K包括转子刚度、啮合刚度和轴承刚度。犷-系统广义坐标(节点位移向量)， 外激励向量。质量矩阵和刚度矩阵的具体形式