本文關(guān)鍵詞：航空花鍵振動磨損仿真與實驗研究

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【摘要】：大多數(shù)旋轉(zhuǎn)機械是由驅(qū)動機械和被驅(qū)動機械組成,兩者之間通過各種聯(lián)軸器傳遞扭矩。聯(lián)軸器的種類很多,和其他聯(lián)軸器相比,花鍵聯(lián)軸器具有接觸面積大、承載能力高、定心和導(dǎo)向性能好、可靠性高,同時可以補償扭矩傳遞誤差等優(yōu)點,因此被廣泛應(yīng)用于傳遞較大轉(zhuǎn)矩和定心精度要求高的旋轉(zhuǎn)機械聯(lián)接機構(gòu)中。然而,航空花鍵工作在復(fù)雜載荷條件下,結(jié)構(gòu)精巧,有時無法進行合理潤滑,不可避免的產(chǎn)生各種振動磨損問題,嚴(yán)重影響航空器傳動系統(tǒng)的安全可靠運行與壽命。本文主要從花鍵的失效、振動、磨損、不對中、轉(zhuǎn)子動力學(xué)、實驗研究等方面開展詳細(xì)的理論研究和實驗研究。首先,從鍵齒變形分析出發(fā),推導(dǎo)了出了花鍵嚙合的單齒剛度,然后對花鍵嚙合的橫向剛度進行建模,推導(dǎo)小擾動和大擾動兩種情形下的橫向剛度以及花鍵穩(wěn)定嚙合狀態(tài)下的剛度并進行了實例仿真研究。然后,基于理論推導(dǎo)和經(jīng)典的磨損理論,對復(fù)雜花鍵磨損模型進行了簡化分析,建立了完全對中、平行不對中、傾角不對中下花鍵磨損量計算模型,并通過具體實例驗證了其有效性,獲得了花鍵磨損量與不對中量、扭矩、振幅、硬度等因素的關(guān)系。接著,采用有限元法建立花鍵-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)模型,求解花鍵連接狀態(tài)下其系統(tǒng)動力學(xué)特性,為花鍵動平衡等級選擇和振動磨損控制提供理論依據(jù)。最后搭建了航空花鍵振動磨損實驗器,針對不對中因素進行花鍵振動磨損實驗,獲得不對中條件下花鍵磨損量隨時間變化關(guān)系；進行了不同轉(zhuǎn)速、不同扭矩對花鍵振動特性影響實驗,獲得了花鍵振動在轉(zhuǎn)速／扭矩下的動態(tài)特性。研究結(jié)果為航空花鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造安裝、運行維護與故障排除,提供了理論模型與實驗數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：航空花鍵 振動 磨損 不對中
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V229
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 航空花鍵常見故障及原因分析9-10
• 1.3 航空花鍵振動磨損研究現(xiàn)狀10-15
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 論文研究內(nèi)容安排15-16
• 2 花鍵嚙合剛度模型推導(dǎo)及仿真16-24
• 2.1 鍵齒變形分析16-17
• 2.2 花鍵嚙合剛度模型推導(dǎo)17-21
• 2.2.1 小擾動花鍵線性剛度17-18
• 2.2.2 大變形花鍵嚙合非線性剛度18-19
• 2.2.3 花鍵穩(wěn)定嚙合狀態(tài)下的剛度19-21
• 2.3 花鍵嚙合橫向剛度仿真21-23
• 2.4 花鍵嚙合轉(zhuǎn)角剛度計算23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 3 航空花鍵磨損模型及磨損量計算24-38
• 3.1 基于Archard粘著磨損模型的花鍵磨損模型24
• 3.2 完全對中下的花鍵磨損量推導(dǎo)及仿真24-29
• 3.2.1 單齒接觸位移推導(dǎo)24-26
• 3.2.2 單齒總滑動距離推導(dǎo)26
• 3.2.3 完全對中下的花鍵磨損量算例仿真26-29
• 3.3 平行不對中花鍵磨損量推導(dǎo)及仿真29-33
• 3.3.1 平行不對中下花鍵磨損量推導(dǎo)29-30
• 3.3.2 平行不對中下的花鍵磨損量算例仿真30-33
• 3.4 傾角不對中花鍵磨損量推導(dǎo)及仿真33-37
• 3.4.1 傾角不對中下花鍵磨損量推導(dǎo)33-35
• 3.4.2 傾角不對中下的花鍵磨損量算例仿真35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 4 花鍵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動特性研究38-46
• 4.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)方程38-39
• 4.2 花鍵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)39-42
• 4.3 花鍵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性計算及結(jié)果分析42-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 5 航空花鍵振動磨損實驗研究46-64
• 5.1 航空花鍵振動磨損試驗器設(shè)計46-49
• 5.1.1 試驗器總體設(shè)計46-48
• 5.1.2 試驗器的工作原理48-49
• 5.1.3 試驗器的功能和特點49
• 5.2 花鍵振動磨損實驗49-54
• 5.2.1 花鍵振動磨損實驗自動化實施方案49-51
• 5.2.2 花鍵磨損測量方案51-52
• 5.2.3 花鍵振動磨損實驗開始條件設(shè)置52-53
• 5.2.4 花鍵振動磨損實驗數(shù)據(jù)測量結(jié)果及分析53-54
• 5.3 花鍵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動特性實驗研究54-63
• 5.3.1 花鍵振動特性實驗準(zhǔn)備工作54-56
• 5.3.2 花鍵振動隨轉(zhuǎn)速變化規(guī)律56-59
• 5.3.3 花鍵振動隨扭矩變化規(guī)律59-62
• 5.3.4 花鍵振動實驗結(jié)果分析62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況68-69
• 致謝69-70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1052956