刚度和齿隙对功率分流传动系统均载特性影响的敏感度分析
2021-05-17靳广虎高鹏严岳胜朱如鹏
中南大学学报(自然科学版) 2021年4期
靳广虎,高鹏,2,严岳胜,朱如鹏
(1.南京航空航天大学直升机传动技术重点实验室,江苏南京,210016;2.南京模拟技术研究所,江苏南京,210016;3.直升机传动技术国家级重点实验室,湖南株洲,412002)
功率分流齿轮传动系统多用于大功率传动,具有减速比大、传动级数少、质量小和可靠性高等优点。与传统行星齿轮传动相比,直升机主减速器采用具有载荷分流的定轴传动构型具有显著的优点[1-4]。功率分流传动构型的特点是:一个齿轮同时与两个齿轮相啮合,则每分支承担的载荷减半,从而实现载荷的分流。载荷减小可以降低齿轮的体积(质量)以及线速度,这对高速重载的齿轮传动具有非常重要的意义。该类构型工程化应用的关键技术之一是2个分支载荷均等,否则容易引起轮齿的折断。围绕载荷均等的技术要求,研究学者们开展了大量的研究工作。在圆柱齿轮功率分流领域,学者们提出采用平衡梁法[5-6]、同步角法[7-8]、弹性轴法[9-14]以及含弹性材料的齿轮腹板[15]等来提高传动系统的均载特性。为提高面齿轮功率分流传动的均载特性,采用的主要方法有输入轴弹性浮动[16]和含弹性腹板的面齿轮[17]等。此外,相关学者还开展了分流传动系统的动态响应[18]、均载系数[19-26]以及试验验证[27]等研究。
本文作者根据直升机主减速器传动系统的特点,结合面齿轮和圆柱齿轮功率分流传动的优点,提出面齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的传动构型。针对该构型的均载特性,考虑齿轮副的时变啮合刚度、误差和齿侧间隙等因素,建立弯扭耦合动力学模型,研究影响该构型均载特性的敏感性参数,分析主要敏感性参数对均载系数影响的规律,为提高功率分流传动系统均载特性的设计提供一定的参考和理论支撑。……
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