大功率船用齿轮箱系统耦合非线性动态特性研究

摘要

为揭示虚拟仿真环境下的齿轮系统非线性振动的内在规则性,将某大型重载船用齿轮箱系统分为传动子系统和结构子系统,通过轴承把两个子系统耦合起来,建立齿轮—轴—轴承—箱体耦合系统非线性有限元模型。在考虑传动子系统内部激励和外部激励的影响下,对系统动态特性进行了数值仿真。分析了时间历程曲线、功率谱密度、相轨迹、庞加莱截面,计算了最大Lyapunov指数,得出该大型船用齿轮箱在工作负载下,系统运动为周期性运动,不存在混沌现象;对振动信号做进一步预测,非线性动力学方法预测结果与有限元计算结果吻合较好,研究表明采用两者相结合的方法,能够准确地预估齿轮动态响应,揭示振动信号的内在规律,为齿轮系统动态设计提供参考依据。