朱慧玲 周启航

摘要：弧齿锥齿轮承载传动时，轮齿交替啮合与轮齿间齿侧间隙的耦合作用使得传动系统不可避免地产生振动。针对某民用直升机主减速器弧齿锥齿轮传动系统，基于集中参数法建立非正交弧齿锥齿轮弯-扭-轴耦合动力学模型，并采用Runge-Kutta法求解动力学方程得到传动系统的动力学特性；以局部综合法的三个二阶参数：接触迹线与齿高方向的夹角、传动比一阶导数和接触椭圆半长轴与齿宽的比值为设计变量，传动系统的振动位移均方根值为优化目标函数，基于遗传算法进行齿面优化以减振。结果表明，采用从动轮接触迹线与齿高方向的夹角71°、传动比一阶导数-0.0195、接触椭圆半长轴与齿宽比值0.1512的微观参数设计方案，传动系统的振动幅值降低了9.43%。

关键词：民用直升机；弧齿锥齿轮；非正交；齿面优化；遗传算法

中图分类号：V232.8文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.08.002

直升机具有较好的机动性能、定点悬停以及垂直起降等特点，因此成为无法被替代的交通工具，民用直升机在搜救抓捕、森林灭火、抢险救灾、运输出行等领域也拥有广阔的市场前景。弧齿锥齿轮常用于相交轴传动，具有传动平稳、承载能力高、效率高等特点，广泛应用于汽车、直升机、船舶等领域，弧齿锥齿轮传动系统作为直升机主减速器的重要组成部分，其动态特性很大程度上影响了减速器的运转稳定性及其寿命，进而影响直升机旋翼系统的工作性能。实际应用中，齿轮副存在齿侧间隙以避免轮齿卡死和两啮合齿面直接接触，传递载荷时存在轮齿交替啮合，弧齿锥齿轮承载时在非线性因素和时变因素的耦合作用下产生振动与噪声。……