基于传动误差的齿轮系统时变频响函数辨识*

朱子文，贾山虎，何声馨，张二亮

(郑州大学机械与动力工程学院，郑州 450001)

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现代机械传动系统中，齿轮是最重要的部件之一，由于其恒定的传动比、大功率及高效率等特点，在生产制造中被广泛使用。齿轮传动系统是一种复杂的弹性结构系统，其动态特性研究一直备受关注[1]。然而，齿轮箱的动力学建模是机械工程领域公认的极具挑战性的课题之一。从系统辨识理论的角度，开展齿轮系统动态特性的建模研究具有重要的意义。

齿轮箱动态特性或其参数辨识得到了国内外学者的广泛关注。Wang J G等[2]针对单级齿轮箱模型存在的非线性动态特性，提出了一种单级齿轮箱的伪线性神经网络辨识方法。Sawalhi N等[3]通过对齿轮箱振动加速度信号的测量，辨识了齿轮的齿数及其转速。Ankur S等[4]基于模态分析理论，研究了健康齿轮和裂纹齿轮的啮合刚度对齿轮转子系统固有频率、模态振型和频响函数的影响。Rune P等[5]应用时变模态分析方法对具有周期性时变啮合刚度的齿轮系统进行理论分析，得到了齿轮的基频和参数共振频率随转速的变化规律。Ericson T M等[6]运用经典实验模态分析技术对行星齿轮的动态特性进行了表征，得到了行星齿轮的固有频率、振型和频响函数。综上所述，齿轮传动过程中表现出典型的(周期)时变特性尚没有得到系统建模和研究。

齿轮(动态)传动误差是表征齿轮系统动态特性的主要指标之一。众多学者在传动误差的仿真计算与实验测量方面做了大量的工作。……