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航空齿轮传动系统的动态特性分析

航空齿轮传动系统的动态特性分析崔博文沈允文刘更段晓革1(西北工业大学西安710072)(1西北航空公司飞机维修厂西安710082)摘要建立了齿轮传动系统的动力学模型,给出了系统的运动微分方程组,分析了啮合阻尼和齿形误差对航空齿轮传动系统动态特性的影响,发现了辐板齿轮传动系统的振动规律,为航空齿轮传动系统的动态设计提供了有益的理论依据。关键词齿轮动态特性阻尼齿形误差中图号TH132.4引言为了减轻重量,提高承重比,航空齿轮多采用辐板结构形式。对于此类结构的齿轮,已有文献报道了齿轮参数及结构尺寸变化对其传动系统动态特性的影响[1~3],但这些文献一般仅考虑了输入级齿轮啮合刚度的波动对传动系统动载的影响,而有关齿形误差及齿轮啮合阻尼对系统动态特性的影响则多未涉及。本文在现有研究的基础上,进一步考虑分析了输出级齿轮啮合刚度波动、齿形误差和齿轮啮合阻尼等对传动系统动态特性的影响,从而得出的结论可为航空高速齿轮传动系统的动态设计提供有益的理...  (本文共4页) 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

圆柱齿轮分扭并车传动系统动力学建模及弹性辐板均载研究

直升机传动系统作为直升机的三大关键动部件之一,其性能的优劣直接影响直升机整体性能的高低。区别于一般的地面减速器,直升机主减速器具有高功重比、高减速比、高可靠性、高生存能力等要求,因此常采用功率分流式的传动形式。美国的ART计划中提出了一种分扭-并车式的传动系统,具有结构简单、零部件数量少、传动级数少、功重比大等优点,成为替代传统行星传动系统的重要选择。直升机分扭-并车传动系统的核心问题在于动力学特性复杂以及各支路载荷分配不均。本文针对直升机分扭-并车传动系统的动力学问题以及均载问题进行了研究,重点提出了分扭-并车传动系统的动力学快速建模方法和一种弹性辐板式的均载方案设计。全文的主要工作成果和创新点包括:(1)指出了目前主流的斜齿轮副动力学建模方法的局限性,给出了一种通用性更好的斜齿轮副弯-扭-轴-摆全自由度耦合动力学建模方法。该方法将单个广义位移向啮合线方向投影时不必进行符号判断、避开了将动态啮合力分解到各自由度方向时对分力方向...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

高速大功率密度齿轮传动系统动态特性及阻尼环减振研究

齿轮作为一种传递运动和动力的基础件,被广泛应用于机械、汽车、风电、航空、航天及船舶等领域。为提高传动效率和适应其它特殊工况的苛刻性要求,使现代齿轮传动系统普遍朝着高速、大功率密度、低噪声、一体化等方向发展。因齿轮轻量化而导致其柔性变形增加、固有频率值下降而产生更多的共振区,从而使齿轮传动系统振动噪声增大、稳定性变差。因此,本文以高速大功率密度齿轮传动系统为研究对象,分析考虑齿轮轻量化、阻尼环减振的齿轮传动系统动态特性。研究结果对于认识高速大功率密度齿轮传动系统动态特性、指导阻尼环减振技术、轻量化齿轮设计等具有重要理论和实际工程应用价值。本文首先基于集中参数法建立附加阻尼环的齿轮传动系统弯-扭-轴耦合刚体动力学模型,并对其动力学方程进行无量纲化处理。同时,利用滚动轴承拟动力学理论和有限元方法,给出一种考虑齿轮传动系统结构和工况参数、转轴弹性变形的转轴-轴承结合部等效刚度的计算方法。该算法可以计算转轴-轴承结合部的静态和动态等效刚度...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
太原理工大学

航空齿轮的结构轻量化设计及其动力学分析

航空领域中的传动系统一般长期处于高速、重载的工况。工程上,在满足强度和传动性能的基本设计要求下,结构轻量化一直是航空动力系统追求的目标。实践证明,较轻的整体结构能显著提升航空器在飞行过程中的机动性,燃油性和功率密度。此外,当机器处在正常的运行状态时,整个系统的振动以及各零部件的变形和受力都有直接的耦合关系,各零部件的结构变化会对系统内部产生关联的影响。通常传动系统的轻量化设计大多数学者都考虑从变速器箱方面入手,少有学者从齿轮结构上去考虑,本文正是从传动系统中的重要传动部件-齿轮出发,进行轻量化设计。齿轮作为传递动力最直接的零部件,齿轮结构的改变必定会导致轮体强度的变化、齿根弯曲应力变化以及齿轮传动的动态特性变化。此外,传递过程中轮齿也会发生诸如受力变形和受热变形等现象。为了能够在减轻重量的同时,可以继续保持原有传动质量,本文在轻量化的基础上,对齿轮进行修形,以改善轻量化后带来传动特性的不足。本文针对航空齿轮的轻量化设计及其动力学...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机械科学与技术》2000年03期
机械科学与技术

航空齿轮传动系统的动力修改研究

引 言航空齿轮常在重载高速状态下工作 ,其发生故障的原因多为高转速下的共振破坏。为避免其共振破坏 ,已有学者研究了齿轮结构的动态设计 [1 ] 。但孤立地研究齿轮结构动态设计未必能改善齿轮传动系统的动态特性。齿轮传动发生共振破坏是由于传动系统固有频率等于或接近齿轮啮合频率 ,因此 ,只有使传动系统的固有频率远离齿轮啮合频率 ,才能避免系统发生共振。本文首先建立齿轮传动系统动力学模型 ,然后阐述了非线性摄动理论 ,最后对齿轮传动系统进行设计灵敏度分析。通过设计灵敏度确定要修改的结构参数 ,以获得满意的动态特性。图 1 齿轮传动系统的动力学模型1 齿轮传动系统的动力学模型本文研究的 1 2个自由度双级齿轮传动系统的动力学模型如图 1。齿轮 2、4采用薄腹板结构 ,有较大的扭转柔度 ,因此可将质量分别集中在齿圈和轮毂上 ,二者之间以扭转弹簧 KH 2 、KH 4相联。考虑空气阻尼作用 ,再分别加以阻尼 CH 2 、CH 4。输入惯量块...  (本文共3页) 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

齿轮传动系统耦合振动响应及抗冲击性能研究

当前,对机械产品高速、高效、精密、可靠、低振动、低噪声、轻量化和自动化的要求越来越高。齿轮系统是工程机械系统的重要组成部分,其工作性能对整个系统有着至关重要的影响。随着速度和功率的提高,齿轮传动正朝着高速、重载方向发展,其动力学行为的研究便成为国内外学者所关注的课题。由于我国齿轮振动噪声普遍比国外产品严重,因此齿轮传动非线性动力学行为的研究更是工程实际中亟待解决的重要课题之一。本课题研究的意义就在于突破传统机械噪声的研究方法,从系统角度出发,用科学的建模取代半经验的计算,用先进的的动态设计取代传统的静态设计,从振动分析发展到噪声分析,研究如何在设计阶段就能综合考虑多种因素,预估齿轮系统的振动响应和结构噪声,目的是用先进的现代设计技术设计出较为理想的低振动、低噪声齿轮系统装置。本文在齿轮传动系统的三维冲击动力接触非线性特性、齿轮内部激励的产生机理、内部激励作用下的耦合振动响应和齿轮系统抗冲击振动特性等方面的研究取得了成果,本文主要...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>