行星齿轮传动动力学研究进展

围绕行星齿轮传动系统振动和动载荷问题,从分析模型、固有特性预测分析、动态响应计算方法与特性、振动抑制和实验研究五个方面综述了近20年来动力学的研究进展,重点阐述了一些可用于指导行星传动动态设计的结论。最后就现有研究中存在的主要问题及研究方向提出了建议。

基于线性规划法的齿轮啮合刚度与载荷分布计算的改进方法

齿轮副啮合刚度和轮齿传递载荷的周期性变化是齿轮系统产生振动的主要内部激励之一。本文提出了一种基于线性规划法计算轮副啮合刚度和载荷分布的改进方法。该方法利用造型软件Pro-E建立具有真实渐开线齿廓的齿轮实体三维模型,运用有限元软件ANSYS计算齿面柔度系数。该方法的另一优势是整个计算过程能够实现参数化。文末利用本文提出的方法计算了一对外啮合斜齿轮,计算结果证明改进方法有效。

封闭式人字齿轮行星传动的自由振动特性分析

建立了封闭式人字齿轮行星传动系统的扭转-横向振动模型,模型考虑了两级传动之间的弹性耦合。总结出系统的五种固有振动模式:扭转振动模式、差动级横向振动模式、封闭级横向振动模式、差动级行星轮振动模式和封闭级行星轮振动模式。计算了考虑科氏惯性力和离心惯性力影响后系统的固有频率,分析了转速对系统固有频率的影响,发现差动级横向振动模式对应的固有频率随着系统输入转速的增加出现了分岔现象。

滑动轴承支承人字齿轮行星传动固有特性分析

考虑滑动轴承支承刚度不对称和耦合特性,建立计入内齿轮轴向振动的人字齿轮行星传动动力学模型。利用4个刚度系数描述行星轮滑动轴承支承油膜刚度。分析系统的自由振动特性,发现系统存在5种振动模式:中心轮扭转—轴向振动模式、内齿轮扭转—轴向振动模式、中心轮横向振动模式、内齿轮横向振动模式和行星轮振动模式。根据每种振动模式的振型特征,推导出5种模式固有特性的低阶计算公式。系统固有频率的分布范围比直齿、斜齿行星传动系统小。结果表明,油膜刚度不对称不会对振型特征产生影响,但是刚度耦合不对称时中心轮横向振动模式会发现显著变化:对应的二重固有频率变成两个不同的单重频率,振型呈现新特征。

人字齿轮啮合刚度计算与齿面载荷分布研究

为了精确地进行人字齿轮的强度计算和动态特性分析,首先建立了渐开线真实齿廓的人字齿轮三维模型,提出了一种基于有限元方法和齿轮啮合原理的准确计算人字齿轮啮合刚度和齿面载荷分布的有效方法。方法利用有限元方法计算齿面柔度系数,考虑了齿轮的动态啮合过程。运用该方法计算了一对人字齿轮模型,最后分析了斜齿轮和人字齿轮啮合刚度的关系,得出了斜齿轮和人字齿轮啮合刚度近似相等的结论,为后续的动力学分析提供了准确的刚度激励。

基于动力学模型修正的螺纹连接结构建模

在结构动力学仿真分析中,螺纹连接件的等效处理对分析精度和效率有直接影响。针对目前螺纹连接等效处理模型复杂、精度不足的问题,提出了一种基于动力学模型修正技术、以集中刚度单元替代螺纹连接件的等效建模方法。首先,应用所提出的建模方法,以L形螺钉连接板为对象,建立了螺纹连接系统等效模型,通过模态测试,研究了固有频率随拧紧力矩的变化规律;然后应用动力学模型修正技术,对建立的简化模型中刚度参数进行了修正。修正后的简化模型能够在较大拧紧力矩范围内,将固有频率计算误差控制在<2.5%,表明所提出的方法是一种高效可行的螺纹连接简化方法。

某稳瞄转塔结构的有限元模态分析与试验验证

结构动态效应是影响稳瞄系统稳定精度的关键因素。目前有限元模态分析与试验模态分析结合的方法是分析结构动力学特性的最有效途径之一。以某型稳瞄具两轴四框架结构为研究对象,首先利用有限元方法进行了模态预分析。根据仿真结果获取的振型特征,对两轴四框架的外环进行模态测试,给出了前8阶模态的固有频率、振型和模态阻尼比。模态仿真与测试的结果相互验证表明:有限元仿真可实现两轴四框架结构固有频率相对误差小于15%的精度要求,在测点密度足够的条件下振型相关性良好。

舰载直升机光电系统发展及其关键技术

综述了国外舰载直升机的发展历程及现状,重点阐述了光电系统在美海军"直升机作战概念"中的战术作用及作战任务。针对美军舰载直升机未来的主战光电系统多光谱目标成像系统,从传感器、视场、图像处理、协同作战等方面分析了舰载直升机光电系统的技术现状与发展趋势,传感器分辨率达到1 280像素×720像素,视场从大于40°覆盖至小于1°;采用共光路及二级稳定,稳定精度小于5μrad;集成图像增强、融合和拼接功能后图像延迟小于1帧;地理定位精度提高至5m(80km目标)。最后探讨了舰载直升机光电系统的发展重点与关键技术。

斜齿轮啮合刚度变化规律研究

利用基于线性规划法计算啮合刚度和载荷分布的改进方法,分别计算了一对内、外啮合斜齿轮在不同螺旋角时的啮合刚度,总结了啮合刚度在一个啮合周期内的变化规律.计算结果表明,所有参与啮合轮齿形成的啮合线总长度是决定啮合刚度大小的主要因素,在进入啮合和退出啮合的瞬时位置,啮合刚度会减小.通过与航空工业部标准(HB/Z 84.1-1984)算法的计算结果比较,浅析了轮缘厚度对啮合刚度的影响.