基于摩擦的空間齒輪系統(tǒng)振動特性分析與試驗研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、齒輪傳動機構(gòu)是空間機械結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件,屬于故障多發(fā)件,故障多為潤滑失效,其失效比例占總故障的60%。由于真空環(huán)境中缺少傳導熱的有效介質(zhì),導致齒輪運轉(zhuǎn)過程中齒面因摩擦、沖擊產(chǎn)生的熱量不易散失,齒輪較高的溫升,導致齒面油膜損傷和潤滑失效。齒輪系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障將直接威脅到傳動機構(gòu)甚至整個航天器系統(tǒng)的安全。因此有必要對齒輪系統(tǒng)進行故障診斷和壽命預測。齒輪的潤滑失效形式主要與摩擦有關(guān),因此,本文從摩擦角度出發(fā),研究摩擦與振動的關(guān)系,通過振動信號的

2、變化判斷齒輪的使用壽命。開展齒輪壽命周期過程中摩擦與振動信息耦合、故障監(jiān)測和診斷、壽命評價等的研究,建立輪齒摩擦副摩擦系數(shù)與故障診斷、壽命評價間的聯(lián)系,將對空間齒輪系統(tǒng)摩擦磨損機理和振動故障研究具有重要的意義,也將對空間齒輪系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和壽命預測具有重要的應(yīng)用價值。
  本文從彈流潤滑理論著手,分析了摩擦系數(shù)同油膜比厚的變化關(guān)系,指出摩擦系數(shù)可以作為油膜厚度評定的指標。考慮齒輪摩擦和振動的相關(guān)性,將摩擦系數(shù)引入到齒輪系統(tǒng)的動力學方

3、程中,建立了兩自由度的齒輪嚙合動力學方程,分區(qū)段討論了變摩擦系數(shù)對齒輪徑向力的影響。利用ABAQUS對該齒輪機構(gòu)在不同摩擦系數(shù)下進行了動力學分析,通過對提取的運動學參量(角速度)和動力學參量(角加速度、摩擦力、徑向力)的時域和頻域特征分析,提出振動信號的均方幅值RMS指標可以有效識別摩擦系數(shù)的變化,具有相對較好的靈敏性,并給出了徑向力的均方幅值RMS和頻率幅值隨摩擦系數(shù)變化的函數(shù)關(guān)系。
  搭建振動測試試驗平臺,分別對干摩擦和脂潤

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