华南理工大学学报(自然科学版)

作者：莫帅, 黄涛疆, 胡勇军, 陈素姣, 施文爱, 张伟

单位：1.广西大学 特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室，广西 南宁 5300042.广西大学 机械工程学院，广西 南宁 5300043.柳工柳州传动件有限公司，广西 柳州 5450074.方盛车桥（柳州）有限公司，广西 柳州 545006

关键词：拉维娜式行星齿轮,非线性系统,动态响应,分岔与混沌

基金：广西科技重大专项(AA24263074);广西科技重大专项(AA23073019);广西杰出青年科学基金项目(2025GXNSFFA069016);国家自然科学基金项目(52265004)

为提升车辆变速器运行过程中的传动平稳性，该文针对变速器中的拉维娜式行星齿轮传动系统，深入分析其非线性振动特性，建立了一种包含多种非线性因素耦合的拉维娜式行星齿轮传动系统动力学模型。该模型综合考虑时变啮合刚度、时变啮合阻尼、综合传动误差、动态啮合力以及时变摩擦力等非线性因素。基于牛顿第二定律推导出系统的非线性动力学微分方程组，并采用Runge-Kutta数值积分方法对系统微分方程组进行迭代求解，得到系统在不同外部激励频率条件下的动态响应特性。为研究不同激励频率对前、后太阳轮齿轮副振动位移的影响，该文绘制了时间历程图、频谱图、相图以及Poincare图。分析表明，两条齿轮副的振动位移演化规律呈现出一致性。为进一步揭示系统非线性响应演化规律，采用分岔图与空间瀑布图分析外部激励频率对系统非线性行为的影响并揭示其演化过程。结果表明：两条齿轮副的振动位移随着外部激励频率的变化，经历了混沌运动、倍周期分岔，最终达到单周期运动的非线性演化路径。通过合理调节外部激励频率，可有效抑制整个系统的非稳态振动，减小冲击载荷，从而提升系统的稳定性并延长齿轮传动寿命。该研究为实现高性能、高可靠的新能源汽车变速器的设计与优化提供了理论依据和工程参考。

来源：2025年第10期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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