齿轮传动双转子固有频率影响因素分析.pdf

山东电力技术

第43卷(总第223期)SHANDONGELECTRICPOWER2016年第6期

齿轮传动双转子固有频率影响因素分析

车永强，王鑫，吕海祯，刘欢，张善鹏

(1．国网山东省电力公司电力科学研究院，济南250003；2．山东中实易通集团有F~J2-司，济南250003)

摘要：根据有限元法，应用MATLAB软件，考虑弯扭耦合振动，建立齿轮一转子五自由度运动模型，通过求解系统运动微

分方程，分析了齿轮啮合刚度、齿轮传动比和轴承刚度对齿轮一转子系统固有频率的影响。

关键词：齿轮传动双转子；齿轮啮合刚度；轴承刚度；传动比；固有频率

中图分类号：TH132．4文献标志码：B文章编号：1007—9904(2016)06—0056—04

InfluencingFactorsAnalysisontheNaturalFrequencyof

GearedDoubleRotorSystem

CHEYongqiang，WANGXin，LVHaizhen，LIUHuan，ZHANGShanpeng

(1．StateGridShandongElectricPowerResearchInstitute，Jinan250003，China；

2．ShandongZhongshiYitongGroupCo．，Ltd．，Jinan250003，China)

Abstract：BasedonthefiniteelementmethodofMATLABsoftware，5degreefreedommotionmodelofthegear-rotoris

establishedconsideredcoupledbendingandtorsionalvibration．Bysolvingdifferentialequationsofmotion，theinfluenceofthe

gearmeshstiffness，gearratioandbearingstiffnessonthenaturalfrequencyofthegearrotorsystemisanalyzed．

Keywords：geareddoublerotor；gearmeshstiffness；bearingstiffness；gearratio；naturalfrequency

转子1为主动转子。转子2为被动转子，两转子之间通

0引言

过齿轮副连接。该齿轮传动转子模型结构参数见表1、

齿轮传动是旋转机械中应用最广泛的传动机构，表2。应用转子动力学的有限元理论，将该模型离散成

它工作可靠、传动比恒定，能满足现代工业高速度大为轴承、轴、圆盘、齿轮副等单元，在每个单元上设置一

功率传动的要求Ⅲ。因此，齿轮传动的转子系统获得定节点，单元与单元之间通过节点连接。对于轴单元，

了广泛的应用并已成为转子系统中重要的一类传动。设置2个节点，分别位于轴单元的两个端点：对于圆盘

齿轮传动双转子系统，既有弯曲振动，又有扭转单元，设置1个节点，位于圆盘的中心：对于轴承单元。

振动。由于转子之间的齿轮啮合作用，各转子的弯振设置1个节点，位于轴颈中心。然后对每个单元进行分

和扭振产生了耦合，各转子的振动也不再相互独立，析，得到各单元的运动微分方程，最后通过广义坐标，

而是相互影响、相互制约的，齿轮、轴承和转子已成将所有单元的运动微分方程组合到一起。

为系统不可分割的组成部分。因此在分析带齿轮的

高速旋转机械时，应该考虑齿轮的啮合作用，并把齿

轮副作为转子系统的一部分来进行动力特性分析口]。

应用MATLAB软件，考虑弯扭五自由度，推导

轴单元