某指示灯机械传动系统动力学行为研究

发布时间：2020-05-15 06:04

【摘要】：指示灯机械传动系统位于飞机机身内部,在飞机准备降落时,指示灯机械传动系统会从机身内部打开,旋转一定角度,进行照明与地面交流。但由于飞机自身对于结构要求严格,对于指示灯机械传动系统更是要求其空间大小控制在250mm×11Omm×10mm,质量要求不超过10kg。指示灯机械传动系统在工作时,需要旋转90度,通过进行角度的调节,达到其工作性能要求。为实现指示灯机械传动系统运转功能以及满足体积小,质量轻,传动比大等要求,在设计中,采用两级蜗轮蜗杆传动与齿轮传动,满足工程实际要求。指示灯机械传动系统在工作运转时受到电机的启动冲击,元件之间的相互碰撞,风的阻力等,使得指示灯机械传动系统的载荷分析复杂。指示灯机械传动系统在应用过程中,经常出现元件疲劳磨损甚至断裂等情况,故对其展开动力学相关研究。对于指示灯机械传动系统动力学研究方面,首先通过对单自由度齿轮动力学理论分析,通过结合齿轮啮合时轮齿受到载荷的变化情况,轮齿啮合变形的计算,利用matlab编程得到齿轮时变啮合刚度变化图形,运用数值方法求解单自由度齿轮振动微分方程,得到齿轮啮合动力学响应沿啮合线方向上的变化规律,从一个啮合周期内看到齿轮啮合时变啮合刚度对于齿轮弹性变形的影响较大;其次,将指示灯机械传动系统看成刚体运转,对指示灯机械传动系统进行动力学建模,利用动能定理建立动力学方程,求解得到齿轮在啮合时的相关动力参数(转动速度、转矩以及所受载荷)随时间的变化规律,分析当指示灯机械传动系统在作刚体运转时,由于电机的启动冲击,载荷前期变化幅度较大,后逐渐平稳;最后,考虑指示灯机械传动系统弹性变形情况,利用等效参数法将指示灯机械传动系统等效成齿轮运转动力学问题,利用系统刚体动力学分析得到的轮齿所受载荷对系统建立弹性动力学方程,通过编程求解得到齿轮在沿啮合线的动力响应变化规律。计算结果表明,1)指示灯机械传动系统作刚体分析时,在工作过程中受到电机启动冲击的影响较大,转矩在前期变化幅度较大,后逐渐平稳;2)指示灯机械传动系统做弹性体分析时,载荷在刚体运动变化情况中有着微量弹性变化,最大达到0.8N,变形量总体呈现递减趋势。3)指示灯机械传动系统做弹性体分析时,相对位移呈现波浪式递减,在启动初期变形量较大,达到0.009mm,表明电机启动冲击对于系统影响更大。
【图文】：

对于机械传动系统动力学问题，其力学模型多是以特征参数所表示的计算简逡逑图，如机械系统的自由度、刚度、阻尼系数和质量等。对于该类问题，，常用的分逡逑析思路如下图１－２所示。逡逑简化逦力学原理逡逑工程问题邋逦？力学模型邋逦？数学模型逡逑▲逡逑数学方法逡逑结果评价邋《逦求解《逦—逦逡逑图１－２动力学分析思路逡逑１．２．２机械传动系统动力学分析方法简介逡逑在过去的近２００年工业发展中，随着工业经济的发展，工业水平的提高，先逡逑辈们在动力学方面的持续研究，针对动力学问题，提出了以下四种动力学分析方逡逑法：逡逑（１）早期工业发展处于起步阶段，机器运转速度要求不高，处于初时阶段，逡逑２逡逑

ｖ逦）逡逑图１－１机械传动系统动力学主要研宄内容逡逑针对一个系统的动力学问题，首先需从实际出发，对实际问题进行抽象，抓逡逑住实际生产生活中对于该系统的关键问题，并忽略次要因素，通过对求解问题进逡逑行简化，建立起该系统的动力学模型，其简化原则概括为１６字即为针对问题，逡逑分清主次，忽略细节，追求“神似”。逡逑对于机械传动系统动力学问题，其力学模型多是以特征参数所表示的计算简逡逑图，如机械系统的自由度、刚度、阻尼系数和质量等。对于该类问题，常用的分逡逑析思路如下图１－２所示。逡逑简化逦力学原理逡逑工程问题邋逦？力学模型邋逦？数学模型逡逑▲逡逑数学方法逡逑结果评价邋《逦求解《逦—逦逡逑图１－２动力学分析思路逡逑１．２．２机械传动系统动力学分析方法简介逡逑在过去的近２００年工业发展中，随着工业经济的发展，工业水平的提高，先逡逑辈们在动力学方面的持续研究
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V242

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本文编号：2664587