双余度精密小模数齿轮传动装置研究

发布时间：2020-11-14 01:45

　　 精密小模数齿轮传动装置广泛应用于航空航天以及军事领域。随着这些领域的不断发展,对齿轮传动装置的要求也越来越高,使其不断向着精度更高,体积更小、可靠性更高的方向发展。为了满足上述领域齿轮传动系统的高可靠性要求,将余度技术引入齿轮传动装置中,从而有效提高齿轮传动系统的可靠性。 目前,先进工业国家双余度或多余度齿轮传动技术已经日趋成熟并应用于航空航天以及军事领域中。而我国在双余度和多余度齿轮传动装置研究方面还是空白。由于国外对这种先进技术采取技术保密和封锁政策,因此,我国自主研制双余度精密小模数齿轮传动装置是十分必要的。 针对双余度精密小模数齿轮传动装置传动方案,结构参数以及可靠性分析等方面进行了研究。主要工作和结论如下： 1、通过双余度功能实现分析,提出了三种可行的传动方案,对这三种方案分别从运动分析、余度功能实现以及余度切换影响等方面进行了比较,最终得出了最佳传动方案。 2、为了保证传动装置具有较高的灵敏度,以等效到输入轴上的转动惯量最小为目标函数建立数学模型,对传动比进行优化分配。采用复合形法对模型求解,优化分配结果分析表明,所得数据较为合理。 3、采用试算法计算出两组不产生干涉的少齿差传动参数,绘制了少齿差传动变位系数封闭图主要限制曲线,将两组数据在变位系数封闭图曲线坐标系中进行比较分析,最终得出较佳少齿差传动设计参数。 4、采用故障树分析方法,分别对采用双余度技术和没有采用余度技术的齿轮传动装置的可靠性进行分析和比较。结果显示,与没有采用余度技术传动系统相比较,采用双余度技术传动系统发生故障的概率由0.00050007降低至0.00030061991,可靠度由0.99949993提高至0.99969938009。
【学位单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH132.41
【部分图文】：

图1.2单转子组件余度电机结构模型发生故障时，将成为另一绕组的负载，从而使得电机的机电常数变大，动态性能降低。并联式双余度结构，如图1.2所示，只有一套定转子，定子铁心上隔槽嵌放着两套独立的电枢绕组及相应的两套位置传感器，共用电机轴及定转子，形成并联式双余度结构。在并联双余度结构中，电机的两套定子绕组在电路上是独立的，从结构上减小了系统的体积，但电机绕组嵌放困难，而且彼此间存在磁场祸合，两套绕组间存在互感。因此，控制结构比较复杂。文献[9]针对传统电机双余度设计存在可靠度提高的同时使得电机驱动系统的体积及系统的重量成正比增加问题，提出对永磁直流电机零件采用余度设计提高可靠性方法。通过计算验证，采用余度设计后，电机可靠度显著提高，单转子组件余度电机与双转子组件余度电机可靠度基本相同，但其结构简单，质量轻，适宜应用于航空航天领域;文献tlo』为深入研究研究冗余电动舵机系统

图3.5传动比优化分配程序主界面(3一18)等效到输入轴的转动惯量的表达式，，·要m‘:产32厂，l，jL一已，.尸乙.口口11十l，十~艺，!l，之戈‘小受高速级两齿轮的转动惯量影响较大，高速级两齿轮的转动惯量起到关键作用。优化结果显示，小齿轮齿数z，二25.0000008764004，轮的取值下限完全吻合，经圆整后，取z，=25。另外，由于电磁离，平行轴直齿圆柱齿轮传动比i，=4.60003984502039，考虑到精度，比合理选择范围，与实际情况较为符合。差行星轮齿数z。优化结果为z，=43.4852573551262，从理论上来讲，数实际要求相符合。由于i，=4.6、i二毛12得，12二43.478。另由式
【参考文献】

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本文编号：2882915