發(fā)布時(shí)間：2020-06-28 07:57

【摘要】：行星輪系具有傳動(dòng)比大、功率密度高以及承載能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為直升機(jī)動(dòng)力傳輸中重要的傳動(dòng)形式。但是其結(jié)構(gòu)元件的安裝和制造誤差會(huì)引起行星輪系各分支功率傳動(dòng)不均勻,并將進(jìn)一步引起承載能力下降、降低行星齒輪的壽命以及沖擊振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,從而嚴(yán)重影響直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行平穩(wěn)性。因此,在結(jié)構(gòu)上采取一種能夠補(bǔ)償行星輪系綜合誤差的柔性齒圈均載構(gòu)型,對(duì)于改善行星輪系的均載性能是很有意義的。但限于國(guó)外對(duì)含薄壁套筒的柔性齒圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)資料的保密,國(guó)內(nèi)關(guān)于該柔性齒圈結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)均載影響方面的研究尚不完善。故本文以某直升機(jī)主減速器含有薄壁套筒內(nèi)齒圈的行星輪系為研究對(duì)象,探究該齒圈的柔性對(duì)行星輪系動(dòng)力學(xué)均載性能和系統(tǒng)模態(tài)的影響,開展含有薄壁套筒內(nèi)齒圈的行星輪系動(dòng)力學(xué)均載研究,并為該齒圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論支撐。具體內(nèi)容如下:1.根據(jù)多剛體離散分析法,建立了含有薄壁套筒柔性內(nèi)齒圈結(jié)構(gòu)的行星輪系動(dòng)力學(xué)模型;根據(jù)理論力學(xué)的知識(shí),對(duì)柔性內(nèi)齒圈的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算;并根據(jù)牛頓第二定律,建立了含有柔性齒圈結(jié)構(gòu)的行星輪系動(dòng)力學(xué)方程;通過(guò)數(shù)值方法求解,得到行星輪系系統(tǒng)的固有頻率,進(jìn)一步探究了齒圈柔性以及齒圈套筒厚度對(duì)行星輪系固有特性的影響。2.采用能量法計(jì)算了太陽(yáng)輪與行星輪嚙合的外嚙合剛度,基于Timoshenko梁(鐵木辛柯梁)理論,分析了含有薄壁套筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)齒圈的彈性變形;然后確定了該柔性齒圈與行星輪嚙合的綜合內(nèi)嚙合剛度的計(jì)算公式,并分析了套筒厚度的改變對(duì)內(nèi)嚙合剛度的影響;建立了含有薄壁套筒柔性內(nèi)齒圈的行星輪系動(dòng)力學(xué)均載模型,確定了動(dòng)力學(xué)均載系數(shù)的計(jì)算公式,分析了內(nèi)齒圈柔性即薄壁套筒的變形以及系統(tǒng)各參數(shù)對(duì)含有柔性齒圈結(jié)構(gòu)的行星輪系動(dòng)力學(xué)均載的影響。3.基于薄壁套筒的變形對(duì)行星輪系動(dòng)力學(xué)均載性能的影響,利用三維造型軟件完成了含有套筒厚度不同的內(nèi)齒圈的行星輪系的建模和裝配;然后通過(guò)Ansys Workbench軟件分析了其應(yīng)力和變形,同時(shí)驗(yàn)證了扭轉(zhuǎn)變形是柔性齒圈的主要變形形式,并得到了套筒的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù);結(jié)合套筒厚度對(duì)均載的影響以及套筒的疲勞強(qiáng)度,最終確定了套筒的厚度,進(jìn)而完成了內(nèi)齒圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。4.開展了具有3個(gè)行星輪的行星輪系動(dòng)力學(xué)均載實(shí)驗(yàn)研究。采用電阻應(yīng)變測(cè)量法,完成了對(duì)太陽(yáng)輪和內(nèi)齒圈的應(yīng)變應(yīng)力的測(cè)量;然后根據(jù)均載貼片的實(shí)驗(yàn)原理,進(jìn)而得出系統(tǒng)的內(nèi)、外嚙合均載系數(shù),驗(yàn)證了本文對(duì)薄壁套筒型內(nèi)齒圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性;通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析了系統(tǒng)不同參數(shù)的改變對(duì)均載特性的影響規(guī)律,與理論分析的結(jié)論一致,且兩者之間的誤差不超過(guò)12%。
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V275.1;TH132.425
【圖文】：

柔性齒圈結(jié)構(gòu)三維實(shí)體模型

23(b)第五階至第八階主振型圖 2.8 系統(tǒng)前 8 階固有頻率對(duì)應(yīng)的主振型圈柔性對(duì)系統(tǒng)固有頻率的影響內(nèi)齒圈的建模過(guò)程可知，內(nèi)齒圈的柔性是通過(guò)連接各段內(nèi)齒圈之間的因此，內(nèi)齒圈的柔性可以用彈簧剛度k 來(lái)表示，隨著 值的增大，內(nèi)本文主要研究?jī)?nèi)齒圈的柔性對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響，為了探究?jī)?nèi)齒

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