直升机动力传动系统扭转振动整体传递矩阵分析

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第 23卷第 1 0 2期0 08年1 0月航空动力 报学 Ju n a fA e paoe P o r or lo r s c ew

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O c .2 0 t 80文章编号 1:—00 5 20 ) 0 18 0 0 5 (80 8 1 5 0 08

直升机动力 动系统传扭转振 动整体传递矩分阵析王建军？,毛 振中，卿立伟，李其汉.北(京 航空航天大 能学源动与力工程学院北京， 10 9; 1 0 11 2重庆学机大械传 动国家重点实验室，庆重1 04) . 0 0 摘 4要：研 l究杂多轴齿轮传动系统体传整递阵矩方法及在直升机动力传动系统转扭振分动 f析的『复{ I

朋应 .先明了说直升机传动系统传 递阵方力学模型法，导 r动传统系典中型 齿副啮合轮递传矩阵、首推井车级行和足级轮齿合传啮递 阵，矩明 l种具有多种 J轮副啮合复的杂多轴 统系整传体矩递模阵型组集说 r这卤法方 后用 这种方法进行典J型 商升机动力传动系统扭转振动 特分性析，论了这种直升动力机系统振动最 讨，特性的特点.关

键

词齿：轮啮合 递传阵；整体传 递阵矩法克；升机动力系统；系统振动特性文 献识标码： A

中图类号分：V 219 .3

Tos a o rito n ay i f h c pl eo r ta ssi o yt m r inlv ba i n als s o ei o trp we r n smi n s es b h u t— hf r ns e a r xm e h dy t eml isa t t fa mrt i t o

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Th eh tentr i a ia n c a a it rsi osf t c tl rp w e r n mios v t m e e o b nea o s on l vbr t ohr eci tc h e eioph e o r a s st in s s e wr t i dun sehu t s a t r sne a rx i gt m l hi ft far m ti e hom—td.Las lty,t nt a e feu v da i ai he nau rl rq nc n vb to rm o r p tee ds uss d d e p oi rs a wi sce

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rp o r t mas i n s tm c i i n c aaa t r iss直机升动力传动系是直统升机重要组成部的分,振动特性 直对升机性实能现 和作可工靠性其 产生会关 键性影，响这此方的面研究工作一直 因受到了国外内的度高视。重. r升机直力动传动系统括包发动机 减速、传动系和统翼旋等 ,于其主要激励由是旋源的交翼变

收稿日期： 700 8 0 29;2订修期 E0: 17 5 t 20 12

作简者介：建军千( 9 .江苏铜6I .X 15 )一男. h教授 博士乍导、。师要主事从空发动机结航与传动构统振系问动研题究

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航

窄动

力学

报第2 3卷阻矩【力，1因此其转扭振动问题是振动性分特析]的要首问题 . 9 7年顾仲 权等采 用阻抗匹配法 19

类啮型副的复合杂传动系统，般一多转子系统 的主与要同不是涉及双轴齿 轮啮合、副轴并级车三

对直升机动系传进行统了扭振的学建数模和固有特性计算. 0年2王辉等 建立了控制系统与旋 20翼/动力/动扭振系 的统环闭数学模型 ,稳对传并定性进行了分析 .等 0 4年 2, 0薛海峰向、武锦_等 4 立建了翼/旋力/动动系统模型，耦对前合后并传的扭固振特有变化进行性对比分析.但是，研些这究均是将传动统系等效为当量构件简单或系统，重点研究升直旋翼、机动机和动之间传的关系 , 发没有涉传及系统本身动各传动副的振动间特性 .啮和多轴合行星级合啮.因此下面主讨论要这些啮合 动传递传矩阵模拟，其而余的传递点矩阵和传场矩阵递与一则多转般子系统相 .同实际上，由传于系统本动身的复杂性及其与发动机、之翼间的合耦性，要建直升立机动系力统旋需 (括包输级、入车级、星等，级并行以及发机动和 翼旋 )整体分模型析，究了解整和体动特振性以 研及各部振件动性特相互关系，而对整系个统进行从精确而更全面了解和的分析究 .研

一方另面，多轴转子系统齿和轮啮 的多轴合动系传统线性和非性振线动问题已进经行了深入 的究研 I]而且也经人已们经采已用传矩递方 5阵，。法进行了有 的效模拟分和析 _ .是 于直对升 8但

。机动力动这类传多、轴齿种轮啮合复杂系统的多析研分究，目前然仍主要用简化模采型和中集参( b )

方法数例.,如献[ 2在研究多轴多支齿轮系分 1文统时]便没考虑有轮齿啮合的度.为刚此，文首先本 立了建升机直动传力动系统扭转振动分析传矩递阵方法力学模型 ,导推了典型齿轮副合啮传 矩递图 1直升机动力传动系图统力和学模型 Fi rD tav n a eha a io l oahf io e g.1 e i er i nd m n ccl m ed l ptcr

1双 2轴齿轮副传递矩阵及其 分解.阵模型、直机升动传力动系统特 有并车以及行级级齿星啮轮传合递矩阵型模，明了这种具有复 杂说齿轮副合啮多轴的系统整体传矩递模阵型集组方法，用后这种方法进行了典直型升机力动系最统转扭振动性特分析，论了这动种力统系固有讨振动特基本特点性.

图 2所示为 双轴齿轮的副扭转振动啮合 关系各，力学 参量下标和上包标含了轴 (号)其 1或

(点)号() ( )合啮前 ( )啮合后(的2 1或、和 2或 R)L信息.1升直机动力系统传 递矩阵模型 11统系力学模型 . 图1 a所示 某典为型直升机双发动机动力( )动传统图系.中为简计仅表示单了一个发动 机其和入级输系统 .子建立的系统扭转振动集中参所数力模学型如图 b 1所示 .机动自涡轮由、()发 主旋翼和各轮齿轮体理处为集中质量(动惯 )量转各，集中质量间轴段模的为拟无质扭转量弹簧.同时，于由主研要究主动力动传系统特性，因模此型中有包没附含级件并将减系统进行尾等了效化.简 1图示所，统系力学模型具有多分是支、该多图 2齿轮 啮合副传递关系图F i . y Da clv ar sl i i egga a g2 nr im a iba e n sa n le rpi

齿轮轮体作为 刚盘性，动轮齿和动被轮齿主转惯动量分别为和 J,左右两 端的转角H 其

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第1 期0王建 :升等机动传力动统扭系转振整动体传递矩阵分析直协调和力矩平丁衡关系为一@@@一@为齿啮合力轮与，效等

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