创新前沿科技创新与应用TechnologyInnovationandApplication2023年9期工业机器人齿轮传动系统非线性振动研究巩嘉贝，邢倩*，刘宏达（石家庄邮电职业技术学院，石家庄050000）近年来，随着工业自动化的不断推进，越来越多的自动化设备在各行各业开始涌现，其中工业机器人的使用越来越广泛。而直齿轮传动相较于其他传动形式，有着运动平稳性好，传动精度高，有精确的传动比且传动承载能力强的特点，在工业机器人领域中被广泛使用，具有极大的应用价值。直齿轮在传动过程中，齿面相互接触传递动力，两齿的啮合频率是传动过程中的振动及噪声产生的关键因素，直接影响着传动的效率及质量。因此，深入研究啮合频率对工业机器人直齿轮传动系统的非线性动力学影响十分重要。目前国内外学者针对齿轮系统的动力学特性等多个领域都进行了相关研究。石照耀等[1]研究了考虑多种非线性因素的不同误差对齿轮振动特性的影响；邹玉静等[2]探究了直齿轮的摩擦润滑对动力学特性的影响；Shen等[3]基于谐波平衡法分析了圆柱齿轮的包含间隙和时变误差的非线性振动。Atanasovska[4]基于映射法研究了直齿轮传动系统的动力学特性。盛兆华等[5]研究了不同误差对直齿面齿轮传动特性的影响。杨振等[6]建立了直齿面齿轮的多参数非线性振动模型。宋欢等[7]建立单级齿轮动力学模型，对比分析不同方法求解方程的精度，并开发一种改进的Fourier级数基金项目：河北省省级科技计划资助（22E50222D）第一作者简介：巩嘉贝（1993-），男，硕士，助教。研究方向为机械工程。*通信作者：邢倩（1995-），女，硕士，助教。研究方向为运筹学。摘要：随着国家大力推动工业自动化进程，工业机器人在各行各业开始崭露头角，以其灵活多变、适应能力强及生产效率高迅速占据市场，而其传动系统是其核心动力传输部分。直齿轮传动相较于其他传动形式，有着运动平稳性好，传动精度高，传动承载能力强的特点，具有重要的工程应用价值，而传动中的非线性振动是其关键问题之一。该文通过集中参数法，基于牛顿第二定律建立包含齿侧间隙、误差激励等因素的齿轮传动系统非线性动力学模型，使用自适应变步长龙格库塔法进行求解，结合平面相图、时间历程图等来分析系统频率对动态特性的影响，研究结果显示，系统频率对齿轮传动系统的非线性振动影响较大，随着系统频率的变化，系统的非线性动力学现象也随之改变。关键词：机器人；齿轮传动；动力学；混沌；非线性中图分类号：TH132.41文献标志码：A文章编号：209...
