轴系位置变化对齿轮啮合特性的影响研究

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1、密级：非密中图分类号：TH132硕士学位论文轴系位置变化对齿轮啮合特性的影响研究研究生：印道轩导师：蒋玲莉学科：机械工程研究方向：复杂装备智能诊断与健康维护2018年5月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterStudyontheinfluenceofthechangeoftheaxispositiononthegearmeshingcharacteristicsCandidate：DaoxuanYinSupervisorandRank：A/ProfLingliJiang轴系位置变化对齿轮啮合特性的影响研究学位类型

2、学术型学位作者姓名印道轩作者学号15010301020学科（专业学位类别)机械工程研究方向（专业领域)复杂装备智能诊断与健康维护导师姓名及职称蒋玲莉副教授实践导师姓名及职称所在学院机电工程学院论文提交日期2018年3月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书

3、本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要复杂的轴系结构，如直升机传动系统，作为直升机的心脏，它主要由主减速器、中间减速器、尾减速器、主旋翼轴、动力传动轴和尾传动轴，即“三轴三器”组成。一旦轴系发生相对位置变化将导致整个传动系统的传递特性变化，影响直升

4、机的性能。轴系的位置变化会导致支撑轴承过早地损坏，缩短轴承的使用寿命；造成齿轮啮合处产生较大的冲击和齿面的摩擦，从而产生振动冲击，影响传动系统的性能；也会使传动系统受到额外的激励力从而显著降低传动系统的工作寿命等。论文以直升机传动系统中的典型齿轮转子结构——行星轮系和螺旋锥齿轮系为对象研究轴系相对位置变化下齿轮的啮合特性。论文的研究工作对提高直升机传动系统运行稳定性，确保其安全高效运行等有着重要意义。论文主要研究工作如下：(1)轴系位置变化后齿轮副啮合刚度的计算。基于渐开线齿廓的啮合特性，轴系位置变化后会导致齿轮啮合线的位置变化，利用ANSYS软

5、件的静力学分析模块对齿轮进行线上加载，以位置变化后的啮合线为加载线，并进行求解分析，根据力与变形的关系得到轴系位置变化后齿轮的时变啮合刚度。(2)轴系位置变化下行星轮系动力学建模与求解分析。以时变啮合刚度表征轴系相对位置变化，建立了轴系位置变化下行星轮系动力学模型，并通过ADAMS软件进行仿真与求解；在ANSYS中计算获得的轴系位置变化下时变啮合刚度，通过傅里叶级数展开置入ADAMS动力学仿真模型；仿真分析了不同程度轴系相对位置变化、不同载荷以及不同转速下，齿轮啮合特性变化规律。分析结果表明：轴系位置变化后载荷的变化对二倍频影响很大；正常情况下，

6、太阳轮的质心轨迹半径随着转速的增加明显增加，但随着载荷的增加几乎保持不变；位置变化后，太阳轮的质心轨迹半径随着转速的增加保持不变，但随着载荷的增加而明显增加。(3)轴系位置变化下螺旋锥齿轮系动力学建模与求解分析。同样以时变啮合刚度表征轴系相对位置变化，建立了轴系位置变化下螺旋锥齿轮系动力学模型，并通过ADAMS软件进行仿真与求解；仿真分析了不同程度轴系相对位置变化、不同载荷以及不同转速下，齿轮啮合特性变化规律。分析结果表明：偏移位置变化下倍频处未出现边频带，而倾斜位置变化下倍频峰值两边会明显出现边频带；齿轮平均啮合力随偏移位置变化量的增大而减小，

7、随倾斜位置变化量的增大先减小后增大；正常情况下转速的变化对齿轮啮合力影响很小，而轴系发生位置变化后转速的变化对齿轮的啮合力影响较大。关键词：直升机传动系统；行星轮系；螺旋锥齿轮对；轴系位置变化；啮合特性iAbstractAcomplexshaftingstructure,suchasahelicoptertransmissionsystem,itismainlycomposedofthemainreducer,theintermediatespeedreducer,thetailreducer,themainrotorshaft,thepower

8、transmissionshaftandthetaildriveshaft,thatis,＂threeaxisandthreegearr