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一种基于非线性因素的机车传动系统扭振分析方法
有权
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申请号:201510325315.8 申请日:2015-06-15
摘要:本发明公开了一种基于非线性因素的机车传动系统扭振分析方法,通过分析轴悬式传动系统的结构,建立了其扭振的动力学模型,在此基础上,对该线性模型进行了简化,并考虑了机车传动系统中存在的非线性因素,得到了二自由度的扭振模型;基于机车传动系统的非线性扭振模型,在自由振动以及周期性扰动作用这两种不同的状况下,应用渐进法对动力学方程的响应进行了求解;应用多尺度法分析了系统在主共振、超谐共振以及亚谐共振下的振动情况,并分别得到了相应的幅频方程。充分考虑了非线性因素的机车传动系统动力学行为特性与作用规律,为分析传动系统的振动情况提供了理论依据。
申请人: 中南大学
地址: 410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号
发明(设计)人: 王春生 刘晨 王渭 刘子建 毛红军 沙春阳
主分类号: G01M13/02(2006.01)I
分类号: G01M13/02(2006.01)I
  • 法律状态
2017-07-04  授权
2015-09-23  实质审查的生效IPC(主分类):G01M 13/02申请日:20150615
2015-08-26  公开
注:本法律状态信息仅供参考,即时准确的法律状态信息须到国家知识产权局办理专利登记簿副本。
  • 其他信息
主权项  一种基于非线性因素的机车传动系统扭振分析方法,其特征在于,首先建立机车传动系统的初始动力学模型,简化初始动力学模型并结合齿轮间隙,构建二自由度的扭转线性动力学模型;接着,采用渐进法对机车传动系统的扭转线性动力学模型的动态响应进行求解,包括机车传动系统在自由振动时和周期激励下的一阶解;最后,采用多尺度法分析机车传动系统在不同条件下的共振情况,得到机车传动系统的幅频方程,包括主共振特性、超谐共振特性以及亚共振特性对应的幅频方程,完成对机车传动系统扭振分析;所述基于齿轮传动存在的间隙非线性的二自由度的扭转动力学模型,以牵引电机与轮对的相对转角作为变量,方程如下:<mrow><mover><mi>x</mi><mo>&CenterDot;&CenterDot;</mo></mover><mo>+</mo><msub><mi>&omega;</mi><mn>0</mn></msub><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>M</mi><mo>-</mo><mi>c</mi><mover><mi>x</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mo>-</mo><msub><mi>k</mi><mn>1</mn></msub><msup><mi>x</mi><mn>3</mn></msup><mo>-</mo><msub><mi>k</mi><mn>2</mn></msub><msup><mi>x</mi><mn>9</mn></msup></mrow>其中,x为电机与轮对的相对转角,分别是x的一阶和二阶导数;M为作用于轮对端的外力矩,ω0为系统的固有频率,c为机车传动系统的阻尼系数,k1与k2为对齿轮间隙特性进行高次项拟合得到的非线性系数,J1和J2分别表示机车传动系统中轮对与电机的转动惯量,K为电机与轮对之间的刚度;a与b为反映齿轮间隙特性公式中的多项式系数;所述反映齿轮间隙特性公式为f(x)=ax3+bx2n+1,由公式<mrow><mi>f</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfenced open='{' close=''><mtable><mtr><mtd><mrow><mi>x</mi><mo>-</mo><mi>&theta;</mi></mrow></mtd><mtd><mrow><mi>x</mi><mo>&gt;</mo><mi>&theta;</mi></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mo>-</mo><mi>&theta;</mi><mo>&lt;</mo><mi>x</mi><mo>&lt;</mo><mi>&theta;</mi></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>&theta;</mi></mrow></mtd><mtd><mrow><mi>x</mi><mo>&lt;</mo><mo>-</mo><mi>&theta;</mi></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>进行多次计算获得的数据拟合获得,其中,n为大于2的整数,θ为齿轮转动时,间隙所产生的角度差值。
公开号  104865072A
公开日  2015-08-26
专利代理机构  长沙市融智专利事务所 43114
代理人  黄美成
颁证日  
优先权  
国际申请  
国际公布  
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