最近有一个课题,是一组齿轮系统非线性动力学问题。涉及到两组一级齿轮驱动一个二级大齿轮的问 题,除了考虑齿轮啮合非线性问题之外,还需要考虑两个一级齿轮的动力分配问题。由于刚刚入门,打算先从一个小的齿轮的NX简单建模、Adams仿真开始。
齿轮主要参数如下:
参数 | II 级 大齿轮 | I 级小齿轮1 | I 级小齿轮2 |
---|---|---|---|
齿数 | 250 | 50 | 50 |
模数 | 4 | 4 | 4 |
压力角 | 20 | 20 | 20 |
螺旋角 | 15 | 15 | 15 |
3D模型如下,切材料默认设置为steel:
约束
主要通过三个铰链约束施加在3个齿轮上,保证三个齿轮的旋转运动。
驱动和力
仿真时长5秒,步数50。
角速度
首先,是两个小齿轮的速度随时间的变化曲线。可以看到红色的驱动轮速度恒定为7200Deg/s,而由于轮齿啮合刚度、阻尼的存在,运动经过大齿轮传递到小齿轮时,蓝色的从动轮角速度则在7200处上下波动。
下图为II级大齿轮的角速度曲线和傅里叶变换图:
啮合力
下图给出了,两个啮合位置的啮合力随时间变化的曲线图,可以清晰看出,主动轮与大齿轮接触处的啮合力远远小于大齿轮传动给小齿轮2时的啮合力,也就说明,由于间隙的存在,冲击、振动在该处更为剧烈。
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