直升机主减速器传动系统的动力学研究

发布时间：2017-10-03 08:31

  本文关键词：直升机主减速器传动系统的动力学研究

  更多相关文章： 齿面摩擦 单级行星齿轮 两级行星齿轮 非线性动力学 混沌 分岔 均载特性 直升机主减速器

【摘要】：齿轮传动系统的非线性动力学和均载特性研究对于提高系统寿命、降低振动、减小噪声以及改善运动稳定性具有重要意义,而系统中的多种强非线性因素使得齿轮传动系统的动力学特性成为当前研究的难点和热点问题。本文以直升机主减速器传动系统为研究对象,通过研究其各级轮系的均载以及非线性动力学特性,为齿轮传动系统的设计提供理论和技术支持。(1)研究了含齿面摩擦的单齿对直齿齿轮传动系统的非线性动力学特性。建立了含齿面摩擦的多间隙单齿对齿轮传动系统的非线性动力学模型,推导出系统的微分振动控制方程;分析了输入转速、齿侧间隙、支承间隙、摩擦因数和啮合阻尼等参数对系统的混沌与全局分岔特性的影响。(2)研究了单级行星齿轮传动系统的均载和非线性动力学特性。建立了含时变啮合刚度、齿侧间隙、支承间隙和综合传递误差等非线性因素在内的动力学模型,推导出系统的多间隙弯扭耦合振动控制方程;分析了输入转速、太阳轮的支承刚度和支承间隙、内外啮合副上的齿侧间隙、太阳轮和行星轮的偏心误差等参数对系统均载特性的影响,并对理论计算结果进行了试验验证;研究了输入转速、齿侧间隙、支承间隙和啮合阻尼等参数对系统全局分岔特性的影响以及系统在各参数下进入混沌运动的不同通道;提出了根据系统的均载和非线性动力学特性来综合分析、设计和评估行星齿轮传动系统的方法。(3)研究了两级行星齿轮传动系统的动力学均载特性。建立了考虑太阳轮、行星轮和内齿圈的横向振动自由度、时变啮合刚度和综合传递误差等因素在内的动力学模型,推导出系统的动力学弯扭耦合振动微分方程,并利用傅里叶级数法求解了该控制方程;分析了输入转速、行星轮的偏心误差和支承刚度,内齿圈的支承刚度和行星架的扭转刚度等参数对两级行星轮系均载特性行为的影响;研究了输入转速对各级行星轮系的太阳轮中心运动轨迹的影响;提出了利用增加内齿圈的横向振动自由度来逼近薄壁长筒型柔性固定齿圈的方法;分析了系统各级轮系在不同参数下的耦合作用。(4)研究了两级行星齿轮传动系统的非线性动力学特性。建立了考虑太阳轮的横向振动自由度、支承间隙、齿侧间隙、时变啮合刚度和综合传递误差在内的非线性动力学模型,利用Runge-Kutta数值积分法求解了系统的振动微分方程;分析了输入转速、齿侧间隙、支承间隙和啮合阻尼等参数对两级行星齿轮传动系统的非线性动力学行为的影响以及系统在不同参数下的混沌通道,研究了系统各参数对各级行星轮系的耦合效应。(5)研究了直升机主减速器总体传动系统的动力学特性。利用集中参数法建立了某典型直升机主减速器传动系统的动力学模型,利用傅里叶级数法求解了系统的动力学微分振动方程;分析了系统的固有特性,并研究了输入转速和功率等参数对各级齿轮传动的动载和行星轮系的均载特性的影响。
【关键词】：齿面摩擦 单级行星齿轮 两级行星齿轮 非线性动力学 混沌 分岔 均载特性 直升机主减速器
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V275.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-20
• 第1章 第一章绪论20-35
• 1.1 论文的选题背景20-21
• 1.2 齿轮传动系统动力学研究概述21-28
• 1.2.1 研究内容22-23
• 1.2.2 分析模型23
• 1.2.3 求解方法23-24
• 1.2.4 分析途径24-28
• 1.3 齿轮及直升机主减速器传动系统的国内外研究现状28-33
• 1.3.1 单齿对啮合齿轮副的非线性动力学研究28-29
• 1.3.2 行星齿轮传动系统的均载特性研究29-31
• 1.3.3 行星齿轮传动系统的非线性动力学特性研究31-32
• 1.3.4 主减速器传动的动力学分析研究32-33
• 1.4 论文研究的主要内容33-35
• 第2章 第二章考虑摩擦的多间隙单齿对齿轮传动系统的混沌与分岔特性分析35-48
• 2.1 引言35
• 2.2 系统动力学模型与方程35-39
• 2.2.1 系统的时变啮合刚度36-37
• 2.2.2 间隙非线性函数和动态啮合力37
• 2.2.3 系统振动微分方程37-38
• 2.2.4 系统振动微分方程的无量纲化38-39
• 2.3 系统的全局分岔特性研究39-46
• 2.3.1 输入转速对系统的分岔特性影响分析40-43
• 2.3.2 齿侧间隙对系统的分岔特性影响分析43
• 2.3.3 支承间隙对系统的分岔特性影响分析43-44
• 2.3.4 摩擦因数对系统的分岔特性影响分析44-46
• 2.4 本章小结46-48
• 第3章 第三章单级行星齿轮传动系统的均载特性研究48-67
• 3.1 引言48
• 3.2 多间隙弯扭耦合的行星齿轮传动系统的模型48-56
• 3.2.1 系统传动系统的误差分析49-51
• 3.2.2 系统间隙非线性函数51-53
• 3.2.3 系统动态啮合力53
• 3.2.4 系统的振动微分方程53-54
• 3.2.5 系统振动微分方程的无量纲化54-56
• 3.3 多间隙弯扭耦合的行星齿轮传动系统的均载特性研究56-61
• 3.3.1 输入转速对系统的均载特性影响分析57
• 3.3.2 太阳轮支承刚度对系统的均载特性影响分析57-58
• 3.3.3 太阳轮支承间隙对系统的均载特性影响分析58-59
• 3.3.4 太阳轮和行星轮的外啮合副齿侧间隙对系统的均载特性影响分析59-60
• 3.3.5 行星轮和内齿圈的内啮合副齿侧间隙对系统的均载特性影响分析60
• 3.3.6 行星轮偏心误差对系统的均载特性影响分析60-61
• 3.3.7 太阳轮偏心误差对系统的均载特性影响分析61
• 3.4 试验验证61-65
• 3.4.1 试验原理与方案62
• 3.4.2 试验装置62-64
• 3.4.3 试验结果和分析64-65
• 3.5 本章小结65-67
• 第4章 第四章单级行星齿轮传动系统的全局分岔特性研究67-81
• 4.1 引言67
• 4.2 多间隙行星齿轮传动系统的混沌与分岔特性研究67-79
• 4.2.1 输入转速对系统的混沌与分岔影响分析67-71
• 4.2.2 太阳轮和行星轮的外啮合齿侧间隙对系统的混沌与分岔影响分析71-75
• 4.2.3 行星轮和内齿圈的内啮合齿侧间隙对系统的混沌与分岔影响分析75-79
• 4.2.4 太阳轮支承间隙对系统的混沌与分岔影响分析79
• 4.3 本章小结79-81
• 第5章 第五章两级行星齿轮传动系统的动力学均载特性研究81-95
• 5.1 引言81
• 5.2 两级行星齿轮传动系统的动力学模型和振动方程81-88
• 5.2.1 物理模型81-83
• 5.2.2 系统误差与横向位移的几何关系83-85
• 5.2.3 系统动态啮合力85-86
• 5.2.4 系统振动微分方程86-87
• 5.2.5 动力学方程的求解方法87-88
• 5.3 两级行星齿轮传动系统的动力学均载特性研究88-91
• 5.3.1 输入转速对系统均载特性的影响分析88-89
• 5.3.2 行星轮的偏心误差对系统均载特性的影响分析89
• 5.3.3 行星轮的支承刚度对系统均载特性的影响分析89-90
• 5.3.4 内齿圈的支承刚度对系统均载特性的影响分析90-91
• 5.3.5 第一级行星架的扭转刚度对系统均载特性的影响分析91
• 5.4 两级行星齿轮传动系统中各级太阳轮中心轨迹研究91-94
• 5.4.1 第一级行星轮系的太阳轮中心轨迹研究91-93
• 5.4.2 第二级行星轮系的太阳轮中心轨迹研究93-94
• 5.5 本章小结94-95
• 第6章 第六章两级行星齿轮传动系统的非线性动力学特性研究95-111
• 6.1 引言95
• 6.2 两级行星齿轮传动系统的非线性动力学模型与方程95-104
• 6.2.1 动力学模型95-96
• 6.2.2 综合传递误差和等效横向位移96-99
• 6.2.3 分段间隙非线性函数99-100
• 6.2.4 动态啮合力和太阳轮支承力100-101
• 6.2.5 系统振动微分方程101-104
• 6.3 多间隙弯扭耦合两级行星齿轮传动系统的混沌与分岔特性研究104-110
• 6.3.1 输入转速对系统的混沌与分岔特性研究104-105
• 6.3.2 太阳轮和行星轮的外啮合副齿侧间隙对系统的混沌与分岔特性研究105-107
• 6.3.3 行星轮和内齿圈的内啮合副齿侧间隙对系统的混沌与分岔特性研究107-109
• 6.3.4 太阳轮支承间隙对系统的混沌与分岔特性研究109-110
• 6.4 本章小结110-111
• 第7章 第七章典型直升机主减速器传动系统的动力学特性分析111-125
• 7.1 引言111
• 7.2 某典型直升机主减速器传动系统的动力学模型与方程111-117
• 7.2.1 物理模型111-112
• 7.2.2 动力学模型112-114
• 7.2.3 系统综合啮合误差114
• 7.2.4 啮合副的相对位移和动态啮合力114-116
• 7.2.5 系统振动微分方程116-117
• 7.3 主减速器传动系统的动力学特性分析117-123
• 7.3.1 系统固有特性分析117-120
• 7.3.2 输入转速对系统各级动载和均载特性的影响分析120-122
• 7.3.3 输入功率对系统各级动载和均载特性的影响分析122-123
• 7.4 本章小结123-125
• 第8章 第八章总结与展望125-130
• 8.1 本文的主要工作125-128
• 8.2 本文的创新点128-129
• 8.3 工作展望129-130
• 参考文献130-140
• 致谢140-141
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文141

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨英;生产中传动系统的完善[J];管理科学文摘;1996年12期

2 贺炜,彭国勋,胡亚平,曹惟庆;弧面分度凸轮机构传动系统非线性动力学特性研究[J];机械工程学报;2000年11期

3 陈龙宝;发动机和传动系统安全装置的研究[J];能源研究与利用;2000年05期

4 本刊编辑部;新型越野设备传动系统[J];机电产品开发与创新;2001年05期

5 夏永飞,宗钢;Φ2×13m分级机传动系统的改造[J];河南冶金;2001年02期

6 沈厚友;停车设备升降传动系统[J];起重运输机械;2004年04期

7 韩文,常思勤;二次调节静液车辆传动系统的智能PID控制[J];农业机械学报;2004年05期

8 许翔;毕小平;王普凯;;履带车辆传动系统的传热仿真[J];农业机械学报;2007年04期

9 Bernd-Robert Hoehn;;传动系统的能效改善[J];现代制造;2007年23期

10 Jochen Schmitt;;线性传动系统标准化[J];现代制造;2008年26期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王书林;崔文好;;传动系统柔性化理论依据[A];中国机械工程学会物料搬运专业学会第三届年会论文集[C];1988年

2 史文胜;;化灰机传动系统安装工艺研究[A];河南省冶金企业创新与和谐发展研讨会——暨技术经济年会论文集[C];2008年

3 龙威;赵彬;;精密空气静压导轨组件传动系统的设计与分析[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年

4 姚远;张红军;罗峗;金鼎昌;;机车传动系统扭转-轮对纵向耦合振动分析[A];第十届中国科协年会论文集（一）[C];2008年

5 赵克刚;姚伟浩;;车辆传动系统旋转部件扭振固有特性测试方法研究[A];“广汽丰田杯”广东省汽车行业第七期学术会议论文集[C];2013年

6 陈宝瑞;李和言;孙涛;;静液传动系统模型参考自适应控制仿真分析与试验研究[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年

7 贺元成;罗旭东;冯彦宾;郑自求;;DMGH传动系统的特点及探讨[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年

8 王斌;;某型活塞发动机的发电机传动系统改进[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年

9 姜继海;曹健;高维忠;;二次调节静液传动系统分段PID转速控制及其试验研究[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集（第二卷）[C];2000年

10 尹华兵;邵朋礼;程瑞廷;;机械传动系扭振通用模型研究[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 唐克军 本报通讯员 王凤金;为城轨列车装上“中国心”[N];人民铁道;2011年

2 王凤金;北车青岛四方所科研成果打破国外垄断[N];青岛日报;2011年

3 通讯员 张华;上推后传动系统配套出口船[N];中国船舶报;2008年

4 MEB记者 天怡;斯维奇公司5兆瓦传动系统在海装风电近海机组成功运行[N];机电商报;2013年

5 记者 陆宇;Romax推出风机大兆瓦传动系统[N];中国能源报;2012年

6 金小萍;工程船传动系统成杭齿新亮点[N];中国船舶报;2010年

7 晓文;TFE开发机载传动系统新技术[N];中国航空报;2003年

8 记者 赖瑛;GKN计划扩展在华业务[N];民营经济报;2005年

9 肖燕;英国GKN传动系统部加快中国拓展[N];科技日报;2004年

10 张晓薇;东安集团直升机传动系统研制结硕果[N];中国航空报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 张宇白;特种船用动力传动系统动力学特性研究[D];东北大学;2013年

2 盛冬平;直升机主减速器传动系统的动力学研究[D];南京航空航天大学;2015年

3 林超;双速卷扬机多流传动系统动力学建模及动态性能分析[D];重庆大学;2002年

4 谷泉;大型风电机组传动系统状态退化的振动特征研究[D];沈阳工业大学;2013年

5 许焰;大间隙磁力传动系统驱动性能研究[D];中南大学;2010年

6 王立华;汽车螺旋锥齿轮传动耦合非线性振动研究[D];重庆大学;2003年

7 蒋章雷;风电机组传动系统运行稳定性劣化趋势预测方法研究[D];北京理工大学;2014年

8 曾宪任;滚轮传动系统振动噪声控制研究[D];江苏大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 江程;动车组牵引传动系统设计方法研究[D];西南交通大学;2015年

2 王汛;地铁牵引传动系统对转向架振动的影响[D];西南交通大学;2015年

3 胡永旭;基于二代小波变换的CRH5动车组传动系统故障诊断方法研究[D];西南交通大学;2015年

4 白新龙;基于商用车的动力传动系统振动特性研究[D];长安大学;2015年

5 潘登;面向轨道车辆传动系统的异常检测方法及其在滚动轴承中的应用[D];电子科技大学;2015年

6 李苓;车用电磁复合无级传动系统的特性研究[D];北京理工大学;2015年

7 李祥雨;大型风力发电机传动系统的动力学分析与故障预测[D];新疆大学;2015年

8 王凯;混合动力汽车传动系统扭转振动研究[D];上海交通大学;2013年

9 钱森林;谷糙分离机传动系统的设计与研究[D];上海交通大学;2014年

10 李怀卿;风电机组传动系统动态载荷控制策略研究[D];沈阳工业大学;2016年

，

本文编号：964221