膜盘联轴器在工作中多因膜盘高周疲劳破坏而失效。为提高膜盘的高周疲劳安全裕度,通过分析膜盘型面高周疲劳应力特点,研究了型面最小厚度和型面指数对膜盘高周疲劳安全系数的影响,并基于ANSYS软件建立了以高周疲劳安全系数为目标的优化设计方法,最后完成了某膜盘型面优化设计及试验验证。结果表明(1)型面最小厚度与型面指数对膜盘型面疲劳性能有重要影响,且两参数存在一定的相关性;(2)采用该优化设计方法可有效提高膜盘高周疲劳性能。

膜盘联轴器在实际使用中多以膜盘疲劳失效为主。为提高膜盘抗疲劳性能,以膜盘高周疲劳安全系数最大化为目标,提出了一种基于Kriging模型的膜盘型面参数优化设计方法。在分析膜盘型面结构和高周疲劳应力的基础上,通过有限元计算获取膜盘型面参数与高周疲劳安全系数的样本数据;基于该样本数据集构建了膜盘高周疲劳安全系数的初始Kriging模型;最后,运用遗传优化算法和目标函数值最小(Minimizing the predicted objective function,MP)加点准则完成了Kriging模型动态更新和优化设计。应用该方法对某直升机传动的膜盘进行了改进设计。结果表明,优化后膜盘危险点的稳态应力和动态应力分别下降了18.7%和40.7%,高周疲劳安全系数提高了52.8%。该方法可用于提高膜盘疲劳安全裕度,为膜盘设计提供了参考。

介绍了Lundberg-Palmgren理论及基于该理论的外啮合齿轮点蚀寿命计算方法,考虑到行星轮系中行星轮与内齿圈为内啮合接触,提出了内啮合轮齿基本额定动载荷计算方法,主要修正因素包括综合曲率半径、啮合线长度等。最后以某减速器为算例,计算了该行星轮系各齿轮的点蚀寿命,结果表明太阳轮的点蚀计算寿命最低,内齿圈的寿命最高,轮系齿轮总点蚀寿命为6.08×10~6h。

以某航空发动机人字齿分扭传动减速器为研究对象,基于有限单元节点法建立考虑轴、齿轮转子陀螺效应、轴承支撑、系统阻尼及齿轮啮合作用的人字齿分扭传动系统动力学模型,计算人字齿时变啮合刚度,根据实测齿面计算出静态传递误差。根据建立的系统动力学方程,按振动理论方法计算得到轮系典型模态,经试验测试验证了计算模态的正确性;利用NewMark法对系统的时域及频域响应进行仿真计算,计算得到的系统时域响应收敛且存在调制现象,频域分析中存在啮合频率的次频、倍频与轴频。计算结果均与试验结果基本相符。研究工作为航空齿轮传动动态性能分析提供了有参考价值的方法。