航空花键振动磨损仿真与实验研究

发布时间：2017-10-18 04:29

  本文关键词：航空花键振动磨损仿真与实验研究

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【摘要】：大多数旋转机械是由驱动机械和被驱动机械组成,两者之间通过各种联轴器传递扭矩。联轴器的种类很多,和其他联轴器相比,花键联轴器具有接触面积大、承载能力高、定心和导向性能好、可靠性高,同时可以补偿扭矩传递误差等优点,因此被广泛应用于传递较大转矩和定心精度要求高的旋转机械联接机构中。然而,航空花键工作在复杂载荷条件下,结构精巧,有时无法进行合理润滑,不可避免的产生各种振动磨损问题,严重影响航空器传动系统的安全可靠运行与寿命。本文主要从花键的失效、振动、磨损、不对中、转子动力学、实验研究等方面开展详细的理论研究和实验研究。首先,从键齿变形分析出发,推导了出了花键啮合的单齿刚度,然后对花键啮合的横向刚度进行建模,推导小扰动和大扰动两种情形下的横向刚度以及花键稳定啮合状态下的刚度并进行了实例仿真研究。然后,基于理论推导和经典的磨损理论,对复杂花键磨损模型进行了简化分析,建立了完全对中、平行不对中、倾角不对中下花键磨损量计算模型,并通过具体实例验证了其有效性,获得了花键磨损量与不对中量、扭矩、振幅、硬度等因素的关系。接着,采用有限元法建立花键-转子系统动力学模型,求解花键连接状态下其系统动力学特性,为花键动平衡等级选择和振动磨损控制提供理论依据。最后搭建了航空花键振动磨损实验器,针对不对中因素进行花键振动磨损实验,获得不对中条件下花键磨损量随时间变化关系；进行了不同转速、不同扭矩对花键振动特性影响实验,获得了花键振动在转速／扭矩下的动态特性。研究结果为航空花键结构设计、制造安装、运行维护与故障排除,提供了理论模型与实验数据。
【关键词】：航空花键 振动 磨损 不对中
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V229
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景8-9
• 1.2 航空花键常见故障及原因分析9-10
• 1.3 航空花键振动磨损研究现状10-15
• 1.3.1 国外研究现状10-13
• 1.3.2 国内研究现状13-15
• 1.4 论文研究内容安排15-16
• 2 花键啮合刚度模型推导及仿真16-24
• 2.1 键齿变形分析16-17
• 2.2 花键啮合刚度模型推导17-21
• 2.2.1 小扰动花键线性刚度17-18
• 2.2.2 大变形花键啮合非线性刚度18-19
• 2.2.3 花键稳定啮合状态下的刚度19-21
• 2.3 花键啮合横向刚度仿真21-23
• 2.4 花键啮合转角刚度计算23
• 2.5 本章小结23-24
• 3 航空花键磨损模型及磨损量计算24-38
• 3.1 基于Archard粘着磨损模型的花键磨损模型24
• 3.2 完全对中下的花键磨损量推导及仿真24-29
• 3.2.1 单齿接触位移推导24-26
• 3.2.2 单齿总滑动距离推导26
• 3.2.3 完全对中下的花键磨损量算例仿真26-29
• 3.3 平行不对中花键磨损量推导及仿真29-33
• 3.3.1 平行不对中下花键磨损量推导29-30
• 3.3.2 平行不对中下的花键磨损量算例仿真30-33
• 3.4 倾角不对中花键磨损量推导及仿真33-37
• 3.4.1 倾角不对中下花键磨损量推导33-35
• 3.4.2 倾角不对中下的花键磨损量算例仿真35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 4 花键转子系统振动特性研究38-46
• 4.1 转子系统动力学方程38-39
• 4.2 花键转子系统结构参数39-42
• 4.3 花键转子系统动力学特性计算及结果分析42-45
• 4.4 本章小结45-46
• 5 航空花键振动磨损实验研究46-64
• 5.1 航空花键振动磨损试验器设计46-49
• 5.1.1 试验器总体设计46-48
• 5.1.2 试验器的工作原理48-49
• 5.1.3 试验器的功能和特点49
• 5.2 花键振动磨损实验49-54
• 5.2.1 花键振动磨损实验自动化实施方案49-51
• 5.2.2 花键磨损测量方案51-52
• 5.2.3 花键振动磨损实验开始条件设置52-53
• 5.2.4 花键振动磨损实验数据测量结果及分析53-54
• 5.3 花键转子系统振动特性实验研究54-63
• 5.3.1 花键振动特性实验准备工作54-56
• 5.3.2 花键振动随转速变化规律56-59
• 5.3.3 花键振动随扭矩变化规律59-62
• 5.3.4 花键振动实验结果分析62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 结论64-66
• 参考文献66-68
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况68-69
• 致谢69-70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1052956