超临界直升机尾传动系统弯扭耦合动力学建模与振动特性分析

【作者】 朱海民； 朱如鹏； 李苗苗； 陈蔚芳；

【机构】 常熟理工学院汽车工程学院； 南京航空航天大学直升机传动技术重点实验室；

【摘要】 本文提出一种考虑浮动花键齿面摩擦、限幅环碰摩及多对弧齿锥齿轮时变啮合激励下超临界直升机尾传动系统动力学行为的分析方法。首先,在局部坐标系下通过Timoshenko梁单元建立尾传动轴的有限元模型;随后,通过集中参数法分别建立浮动花键、限幅环和弧齿锥齿轮副等关键部件的动力学模型;最后,基于界面协调原理及空间坐标变换,建立全局坐标系下耦合系统的动力学方程组。采用数值算法研究了尾传动耦合系统的振动特性以及限幅环装置、浮动花键对系统动力学行为的影响规律。结果表明:弧齿锥齿轮啮合激励对尾斜轴的振动特性影响较大,对尾水平轴系的影响主要在于其扭转振动;由于弧齿锥齿轮副处的弯扭耦合效应,尾斜轴的横向振动对尾水平轴系的扭转振动产生影响。限幅环装置对尾水平轴跨临界减振的效果优异,而其对尾斜轴振动影响很小。浮动花键齿面摩擦引发轴系自激振动对相连尾水平轴影响最大,并随花键齿面摩擦系数增加,甚至引发转轴在超临界状态下与限幅环发生持续碰摩。基于本研究提出的动力学分析方法,为超临界直升机尾传动系统的减振降噪提供理论指导。更多还原