航空封闭差动行星传动刚柔耦合动力学及均载特性研究

发布时间：2024-03-24 02:14

　　行星齿轮传动系统具有单级多个行星轮分配载荷的特点,比一般的齿轮传动体积小、重量轻。封闭差动行星齿轮传动在封闭和差动两级之间存在功率分流,比普通行星传动体积更小、重量更轻,因而被普遍应用于航空航天、汽车、风电等领域当中。然而由于加工设备、精度等条件的限制,行星传动系统无法避免地存在各构件的制造、安装误差,再加上系统各构件变形等影响,行星传动各个行星轮间的载荷分配往往不均,导致系统出现动载荷、振动、噪声和应力波动,严重影响传动系统的稳定性和可靠性。因而封闭差动行星传动系统的均载问题越来越受到重视。本文以某型航空发动机的封闭差动行星轮系为研究对象,基于有限元理论及集中质量法,借助2节点12自由度空间Timoshenko梁单元建立了考虑时变啮合刚度、制造安装误差、构件柔性及高速陀螺效应作用下的传动系统刚柔耦合动力学模型并采用Newmark-?数值方法进行求解,为封闭差动行星传动的固有特性、动态响应及均载特性的研究提供理论依据,其具体研究内容如下:1.结合有限元思想及集中质量法,借助空间梁理论把航空封闭差动行星轮系各构件等效成具有各种耦合关系的轴系单元,介绍了柔性销轴等构件的等效过程,并进一步分...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题硏究背景及意义
    1.2 行星传动系统动力学研究综述
        1.2.1 行星传动系统动力学内容
        1.2.2 行星传动系统动力学模型
    1.3 行星传动均载的国内外研究现状
    1.4 封闭差动行星传动均载研究现状
    1.5 课题研究的来源、内容及意义
第2章 航空封闭差动行星齿轮传动动力学模型
    2.1 前言
    2.2 封闭差动行星传动原理
    2.3 刚柔耦合建模方法
    2.4 轴段单元
    2.5 轴系单元等效
        2.5.1 平行轴齿轮传动等效动力学模型
        2.5.2 系统各构件等效
        2.5.3 柔性销轴等效及其试验验证
    2.6 耦合单元
        2.6.1 齿轮啮合单元
        2.6.2 轴承支撑单元
        2.6.3 连接单元
    2.7 航空封闭差动行星传动整体动力学模型
    2.8 本章小结
第3章 航空封闭差动行星传动系统固有特性及动态特性分析
    3.1 前言
    3.2 系统模型和参数
    3.3 系统激励
        3.3.1 时变啮合刚度
        3.3.2 啮合误差
        3.3.3 啮合相位
    3.4 动力学微分方程数值求解方法
    3.5 固有特性分析
        3.5.1 固有特性计算
        3.5.2 不同均载措施下传动系统固有频率
    3.6 系统稳态响应分析
        3.6.1 系统稳态振动位移响应
        3.6.2 系统稳态振动速度响应
        3.6.3 系统稳态振动加速度响应
    3.7 系统动态啮合力
        3.7.1 啮合力时域响应
        3.7.2 啮合力频域响应
    3.8 本章小结
第4章 航空封闭差动行星传动动态均载特性分析
    4.1 引言
    4.2 动力学均载系数计算
    4.3 系统稳态工况下均载系数
    4.4 不同均载措施情况下均载性能
    4.5 齿圈柔性对均载性能的影响
    4.6 柔性销轴柔性对均载系数的影响
        4.6.1 销轴套外内径比对均载系数的影响
        4.6.2 销轴长度对均载系数的影响
    4.7 工况参数对均载特性的影响
        4.7.1 输入功率对均载系数的影响
        4.7.2 输入转速对均载系数的影响
    4.8 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3936815