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Study on nonlinear vibration and primary resonance characteristics of helicopter face gear-planetary gear coupling transmission system

振动 扭转振动 非线性系统 刚度 控制理论(社会学) 非圆齿轮 反冲 联轴节(管道) 工程类 结构工程 螺旋锥齿轮 物理 声学 计算机科学 机械工程 人工智能 控制(管理) 量子力学
作者
Shuai Mo,Xuan Huang,Wenbin Liu,Wei Zhang
出处
期刊:Proceedings Of The Institution Of Mechanical Engineers, Part K: Journal Of Multi-body Dynamics [SAGE Publishing]
卷期号:237 (3): 534-554 被引量:7
标识
DOI:10.1177/14644193231188776
摘要

In order to explore the dynamic response and primary resonance characteristics of the gear transmission system of the helicopter main reducer. The face gear-planetary gear torsion-translation vibration dynamics model is established, and the time-varying meshing stiffness, gear backlashes, gear eccentricity error, and friction are considered. The four-order variable-step Runge–Kutta was used to solve the dynamic response of the system, and the nonlinear dynamic characteristics of the system were described by time domain diagram, phase trajectory plane, Poincaré map, 3D frequency spectrum, and bifurcation diagram. Additionally, using the face gear-spur gear system's transmission as an example, the multi-scale method is used to analyze the face gear-spur gear system's primary resonance characteristics. The influence of load fluctuation amplitude, meshing damping, and meshing stiffness on its amplitude-frequency characteristics is also investigated. It is found that when external load excitation frequency changes, the vibration response of the whole system changes synchronously, which exhibits periodic, multi-periodic, and chaotic motion. In addition, according to the primary resonance analysis, the system's stability will be harmed by increasing the external load fluctuations’ amplitude, lowering the meshing damping, and raising the meshing stiffness.
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