航天机构关节传动齿轮磨损动力学研究

【作者】 宁志远； 白争锋；

【机构】 哈尔滨工业大学航天学院航天工程系； 哈尔滨工业大学(威海)海洋学院机械工程系；

【摘要】 齿轮传动是应用最广的机械传动形式之一,由于其传动平稳及高精度与高效率,在航天机构中广泛应用,行星齿轮传动由于其结构紧凑,被广泛应用于星载天线驱动定位机构、空间机械臂等航天机构中。航天机构齿轮传动系统在轨工作时处于失重或微重力状态,导致齿轮运行过程中对内外部冲击的影响更加敏感,齿轮振动更加难以抑制。此外,由于齿轮磨损在齿轮运行过程中是无法避免的,磨损会导致齿轮系统齿侧间隙非线性增大,传动精度下降,齿面冲击力增大,进而会导致齿轮传动系统振动加剧。为深入分析齿轮传动过程中的动态啮合力与磨损量之间的关系,研究首先建立齿轮啮合非线性动力学模型,进而获得在齿轮运行过程中的非线性啮合力;进一步将非线性啮合力与齿轮齿面磨损模型相结合,研究齿轮齿面磨损分布规律。最后,将齿轮齿面磨损后的齿侧间隙集成到齿轮动力学模型中,研究不同啮合状态下的动态啮合力和磨损特性,并获得齿轮传动系统输出轴齿轮的扭转振动、齿轮齿向振动等振动响应,为航天机构齿轮传动系统运行状态评估与可靠性预测提供理论基础。更多还原