Моделирование нелинейных колебаний цилиндрических зубчатых передач авиационных приводов

Д. В. Калинин, Ю. М. Темис

Аннотация


Представлены результаты моделирования нелинейных параметрических колебаний в авиационных зубчатых передачах при проходе системы через резонанс с сопровождающимся размыканием зубьев.  Для цилиндрических передач исследуется двухмассовая динамическая модель с упругодемпфирующей связью, параметры которой получены из результатов расчёта конечно-элементной модели в течение всей фазы зацепления. Исследуются параметрические колебания системы с кинематическим возбуждением за счёт переменной жёсткости зацепления и нелинейными эффектами, определяемыми моделированием условия потери контакта зубьев. Показано, что максимальный уровень динамических напряжений в зацеплении при проходе через резонанс не превышает определённого значения, обусловленного присутствием разрывных колебаний в системе. Подробное моделирование функции жёсткости зацепления с помощью метода конечных элементов позволяет оценивать влияние геометрических параметров профилей зубьев на динамическое возбуждение передачи. На основе разработанной модели произведена оценка влияния коэффициента перекрытия передачи на динамические нагрузки в зацеплении и продемонстрировано снижение динамических нагрузок в передачах с коэффициентом перекрытия больше двух. Показана качественная сходимость результатов моделирования динамической нагруженности зацепления с результатами эксперимента. 


Ключ. слова


Зубчатые передачи; динамическая модель; параметрические колебания; метод конечных элементов

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Петрусевич А.И., Генкин М.Д., Гринкевич В.К. Динамические нагрузки в зубчатых передачах с прямозубыми колесами. М.: ИМАШ АН СССР, 1956. 134 c.

2. Шорр Б.Ф. К расчёту динамических нагрузок на зубьях прямозубых цилиндрических колёс // В сб.: Прочность и динамика авиационных двигателей. Вып. 5. М.: Машиностроение, 1969. С. 127-162.

3. Ковалёв Н.А. Колебания зубчатых передач при ступенчатом изменении жёсткости и постоянной ошибке шага зацепления // Известия АН СССР. Отделение технических наук. Механика и машиностроение. 1961. № 2. С. 92-101.

4. Вибрации в технике: справочник. В 6 т. Т. 3. Колебания машин, конструкций и их элементов / под ред. Ф. Диментерберга, К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1980. 544 с.

5. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчёт на прочность деталей машин. М.: Машиностроение, 1979. 702 с.

6. Kahraman, A., Blankenship G.W. Experiments on nonlinear dynamic behavior of an oscillator with clearance and periodically time-varying parameters // Journal of Applied Mechanics, Transactions ASME. 1997. V. 64, Iss. 1. P. 217-226. doi.org/10.1115/ 1.2787276

7. Parker R.G., Vijayakar S.M., Imajo T. Non-linear dynamic response of a spur gear pair: modelling and experimental comparisons // Journal of Sound and Vibration. 2000. V. 273, Iss. 3. P. 435-455. doi.org/10.1006/ jsvi.2000.3067

8. Kahraman A., Lim J., Ding H.A Dynamic Model of a Spur Gear Pair with Friction // 12th IFToMM World Congress, Besançon (France), June18-21, 2007.

9. Singh R., Houser D.E. Non-Linear Dynamic Analysis of Geared Systems – Technical Report 90-C-020 AVSCOM, NASA, 1991.

10. Kalinin D.V., Temis Y.M. Non-linear dynamic of geared system // Materials of The International conference MSM2014, Opole, Poland. 2014.

11. Калинин Д.В., Кожаринов Е.В., Панов С.А. Экспериментальное исследование бифуркационных процессов в зубчатых передачах // Сб. тезисов международного форума «Двигатель 2014». M.: 2014.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-3-193-202

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533