某型直升机主减速器行星传动系统动力学建模与分析

发布时间：2017-04-29 22:01

  本文关键词：某型直升机主减速器行星传动系统动力学建模与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：直升机被广泛应用于军事、科研、救灾等领域，，在国家安全和国民经济发展中有着举足轻重的作用。行星齿轮传动系统作为直升机主减速器中的重要零部件之一，其振动和噪声成为影响传动系统的可靠性、寿命和工作环境的关键因素。 动力学发展至今虽然已有很长的历史了，然而其在齿轮系统尤其是行星齿轮系统上的应用只是还停留在理论阶段，真正用到实际产品上的几乎没有，用在直升机当中的更是少之又少。正因为直升机由于它的特殊性，其对传动系统中行星轮系的动力学特性要求越来越来高。本文针对现有某型直升机主减速器中行星齿轮源参数，进行行星轮系动力学研究和分析，对该行星齿轮传动系统的动力学特性进行改进，为行星轮系的设计、制造等提供理论依据，以达到降低振动和噪音的效果。本文的主要内容如下： 1、对直升机行星轮系修正扭转模型进行深入研究，并利用其研究了行星轮系的固有频率和振型，得到了行星轮系2种经典振动模式，并分别从内齿圈扭转支承刚度、行星轮轴支承刚度及齿轮啮合刚度三个方面对行星轮系固有频率的影响进行了分析。 2、在纯扭转振动模型的基础上，分别叙述了时变啮合刚度、齿侧间隙、综合啮合误差等非线性因素的作用及计算方法，并将这些非线性因素考虑在内从而建立了行星轮系非线性振动动力学模型。 3、运用变步长的4阶Runge-Kutta法对方程进行了求解，分别从阻尼、刚度、量纲一转速、齿侧间隙等方面研究了行星轮系统的动态特性。
【关键词】：直升机 行星轮系 动力学 建模
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：V275.1;TH132.46
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 目录10-12
• 插图清单12-14
• 表格清单14-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 课题研究背景及意义15-16
• 1.2 行星齿轮传动在直升机主减速器上的应用概述16-20
• 1.2.1 直升机主减速器16-17
• 1.2.2 行星传动系统结构17-20
• 1.3 行星齿轮传动弹性动力学研究概述20-26
• 1.3.1 行星齿轮动力学的特点21-22
• 1.3.2 行星齿轮动力学国内外发展及研究现状22
• 1.3.3 行星齿轮传动的动力学建模22-25
• 1.3.4 目前行星轮系动力学存在的不足25-26
• 1.4 本文研究内容26-27
• 第二章 直升机行星轮系修正扭转模型建立与固有特性分析27-42
• 2.1 引言27
• 2.2 直升机行星轮系修正扭转模型的建立27-31
• 2.3 模态分析求解方法31-33
• 2.3.1 直接法31-32
• 2.3.2 Rayleigh 法32
• 2.3.3 Dunkerley 法32
• 2.3.4 矩阵迭代法32-33
• 2.3.5 摄动法33
• 2.4 直升机行星轮系固有特性分析33-41
• 2.4.1 固有特性实例分析33-37
• 2.4.2 内齿圈扭转支承刚度对行星轮系固有特性的影响37-38
• 2.4.3 行星轮轴支承刚度对行星轮系固有频率的影响38-40
• 2.4.4 啮合刚度对固有频率的影响40-41
• 2.5 本章小结41-42
• 第三章 行星齿轮系非线性振动模型的建立42-55
• 3.1 引言42-43
• 3.2 综合时变啮合刚度43-48
• 3.2.1 刚度激励43-44
• 3.2.2 单个轮齿啮合刚度有限元计算44-46
• 3.2.3 综合时变啮合刚度拟合46-48
• 3.3 综合啮合误差48-50
• 3.4 齿侧间隙非线性函数50-51
• 3.5 齿间弹性啮合力51-52
• 3.6 系统的运动微分方程52-54
• 3.7 本章小结54-55
• 第四章 行星轮系非线性动态特性求解与分析55-70
• 4.1 引言55
• 4.2 齿轮系统振动响应分析方法55-57
• 4.2.1 微分方程的四阶 Runge-Kutta 数值解法55-56
• 4.2.2 行星轮系运动微分方程的 RK4 程序求解56-57
• 4.3 系统的瞬态响应57-59
• 4.4 方程求解及稳态响应59-69
• 4.4.1 材料阻尼比对动态响应的影响分析60-62
• 4.4.2 材料刚度对动态响应的影响分析62-63
• 4.4.3 系统随量纲一转速Ω的振动特性63-66
• 4.4.4 随量纲一齿侧间隙(?)的系统动态特性66-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第五章 总结与展望70-72
• 5.1 总结70
• 5.2 展望70-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况75-76

【参考文献】

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本文编号：335655