基于非线性控制的直齿圆柱齿轮箱主动振动仿真研究

张建华，许衍彬

（1.保定理工学院工程技术学院，河北保定071000；2.河北科技学院智能制造工程学院，河北保定071000）

齿轮是很多机器传递扭矩的重要组成部分，无论是在企业生产加工中，还是在平时生活中，都能见到其身影。齿轮传动系统具有体积小、传动效率高及承载力大等许多优点，在社会发展中有着广泛的应用，主要用于采矿机械、汽车、海底探测和航空航天等许多领域［1-2］。随着科技的进步，生产设备也在不断升级，逐步向自动化和智能化方向发展。齿轮传动系统不可避免地要在复杂多变环境进行中进行传递扭矩。因此，对齿轮传动的误差、振动幅度的要求也越来高。若齿轮传统系统动态误差过大，不仅导致振动幅度增大，还会影响其使用寿命，造成重大经济损失。据不完全统计，在工业生产中，齿轮在传动系统中所占的比例已经达到了80%。因此，必须尽快研究齿轮传动振动控制方法，提高我国齿轮传动技术在市场中的竞争力。

为了降低齿轮传动系统输出误差，科研人员从多种角度对其展开研究。例如：文献［3-4］研究了电磁齿轮神经网络PID控制方法，创建了电磁齿轮动力学数学模型，引用PID控制器并进行改进，设计了神经网络PID控制器，采用Matlab软件对电磁齿轮控制器进行动态仿真，从而降低了齿轮传动系统的抖动幅度。文献［5-6］研究了直齿圆柱齿轮主共振控制方法，创建了直齿圆柱齿轮传动系统动力学模型，采用多尺度法对系统的振动特性进行分析，通过仿真验证啮合刚度对齿轮主共振的影响，从而得到最佳的匹配控制参数。……