斜交弧齿锥齿轮耦合多转子系统振动分析方法

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1、第43卷第3期哈尔滨工业大学学报Vol.43No.32011年3月JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYMar．2011斜交弧齿锥齿轮耦合多转子系统振动分析方法范叶森，王三民，杨振，刘海霞(西北工业大学机电学院，710072西安，fanyesen@126．com)摘要:为解决斜交弧齿锥齿轮耦合多转子系统振动分析的问题，提出了一种振动分析建模方法．利用单节点6自由度振动微分方程通式，建立了单转子系统的振动微分方程;采用斜交弧齿锥齿轮副的总体耦合矩阵，将各单转子系统的振动微分方程耦合，得到整个齿轮耦合

2、多转子系统的振动微分方程．求解多转子系统的振动方程，得到多转子系统的固有特性、振动响应和涡动轨迹等．计算结果表明，由于齿轮的耦合作用，多转子系统产生了新的模态;一个转子上的不平衡力可以激起其他的转子响应;轴交角的改变会使各节点的涡动轨迹发生改变;在进行振动分析时，必须考虑轴交角的影响．该振动分析建模方法是可行的，计算结果是可靠的．关键词:斜交弧齿锥齿轮;多转子系统;振动分析;建模方法中图分类号:TH113.1;O321文献标志码:A文章编号:0367－6234(2011)03－0111－06Vibrationanalysismet

3、hodformulti-rotorsystemgearedbyangularspiralbevelgearsFANYe-sen，WANGSan-min，YANGZhen，LIUHai-xia(SchoolofMechanicalEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，710072Xi’an，China)Abstract:Avibrationanalysismodelingmethodwaspresentedtoanalyzethevibrationofmulti-rotors

4、ystemgearedbyangularspiralbevelgearpairs．Thevibrationequationsofasingle-rotorsystemwereobtainedusingthevibrationequationsformulaofeachnodewithsixdegreesoffreedom．Theglobalvibrationequationsoftheentiregearedmulti-rotorsystemareestablishedthroughthewholecoupledmatrixeso

5、ftheangularspiralbevelgearpairs．Thenaturefrequencies，criticalspeeds，amplitude-frequencydiagramandwhirlingorbitetc，wereobtainedbyanalyzingtheglobalvibrationequationsofmulti-rotorsystem．Thenumericalanalysisshowedthatthesystemproducedsomenewmodesandtheexcitingforcesonaro

6、torofthesystemwouldevokeconsiderableresponsesoftheotherrotorsforthegearsmesh．Thenumericalexampleindicatedthatthewhirlingorbitsofeachnodevariedwiththeshaftangleofthespiralbevelgearpairs．Theeffectoftheshaftanglemustbetakenintoaccountwhenanalyzingthevibrationbehaviorofth

7、egearedmulti-rotorsystem．Thefeasibilityandthereliabilityofthemethodproposedforvibrationanalysisofgearedmulti-rotorsystemareprovedbythenumericalexample．Keywords:angularspiralbevelgear;multi-rotorsystem;vibrationanalysis;modelingmethod［1－3］在直升机、船舶等的核心传动系统中，由于受的单对弧齿锥齿轮副振

8、动特性分析上;转子空间、外形等限制，广泛应用通过斜交弧齿锥齿轮的振动分析则不考虑齿轮的耦合作用，只分析单耦合的多转子传动系统，其振动特性是否满足工个转子的振动特性．对齿轮耦合的多转子系统来作要求，直接决定着整个传动系统能否正常工作．说，如果忽略齿轮