直升机尾传动系统的动力学分析

论文摘要

直升机动力传动系统中,尾传动系统是其重要的组成部分。准确预测尾传动系统的振动响应是提高直升机整体性能的关键技术之一。本文在分析直升机尾传动系统结构特点的基础上,建立尾传动的模型。该模型对直升机的尾桨动力传递过程进行合理的假设和简化,由此得到的数学模型,应用机械振动理论建立整体的振动微分方程,借助Matlab软件进行直升机尾传动系统的动力学分析,获得该系统的固有频率和振型。本文介绍了直升机尾传动系统的动力传递方式和传动过程。根据直升机尾传动系统的结构特点,建立了一个直升机尾传动的模拟系统,建立了相应的动力学模型。计算弯曲振动特性时,将水平传动轴和尾斜轴均简化成无质量的弹簧,各轴段由联轴器连接,由于联轴器的质量较大,所以需要考虑联轴器的质量对整个系统影响,将其简化成集中质量点的形式,同时也将中间减速器、尾减速器的锥齿轮简化成集中质量点的形式,这样可将直升机尾传动系统简化成集中质量—弹簧系统;计算扭转振动特性时,水平传动轴、尾斜轴依然当量成无质量的弹簧形式,而联轴器、中间减速器和尾减速器的圆锥齿轮均当量成圆盘形式,这样将该系统简化成圆盘—弹簧系统。得到简化模型后分别建立微分方程,其中弯曲振动特性的计算可以通过矩阵传递法应用边界条件获得该系统的动力学特性;应用牛顿法可以直接建立关于扭转振动特性的微分方程;借助Matlab软件强大的计算能力,根据所得方程的形式编辑相应的计算程序,最终得到直升机尾传动系统动力学特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的选题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第二章 直升机尾传动系统动力学特性研究的理论基础
• 2.1 牛顿法
• 2.2 拉格朗日法
• 2.3 传递矩阵法
• 第三章 直升机尾传动系统的扭转振动特性分析
• 3.1 金属膜片联轴器的力学模型
• 3.1.1 金属膜片联轴器工作原理、结构类型及特点
• 3.1.2 金属膜片的受力分析
• 3.1.3 金属膜片联轴器的强度和刚度计算
• c 的曲线拟合'>3.1.4 扭转刚度参数α_c的曲线拟合
• c 的曲线拟合'>3.1.5 径向刚度参数β_c的曲线拟合
• u 的曲线拟合'>3.1.6 轴向刚度参数X_u的曲线拟合
• 3.1.7 金属膜片联轴器刚度计算实例
• 3.2 直升机尾传动系统扭转振动特性模型的建立
• 3.3 简化模型的动力学特性分析
• 3.3.1 无阻尼弹簧质量系统
• 3.3.2 直升机尾传动系统扭转振动特性分析过程简述
• 3.3.3 实例计算
• 3.4 确定临界转速的相关问题
• 3.4.1 临界转速计算
• 3.4.2 影响临界转速的主要因素
• 第四章 直升机尾传动系统的弯曲振动特性分析
• 4.1 两支承的弯曲振动
• 4.1.1 两支承结构的基本简化形式
• 4.1.2 质量和惯性矩对最大振幅的影响
• 4.1.3 尾斜轴的分析计算
• 4.2 多支承的弯曲振动
• 4.2.1 多支承水平传动轴的简化形式
• 4.2.2 多支承水平传动轴单元传递矩阵的分析计算
• 第五章 直升机尾传动系统扭转振动特性分析软件开发
• 5.1 Matlab 软件简介
• 5.2 直升机尾传动系统扭转振动特性计算软件开发
• 5.2.1 直升机尾传动系统专用软件的设计思想和主要功能
• 5.2.2 软件系统的开发原则
• 5.2.3 Matlab 操作界面的二次开发
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文的主要工作和结论
• 6.2 进一步的研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文