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双余度精密小模数齿轮传动装置研究

陆军  
【摘要】: 精密小模数齿轮传动装置广泛应用于航空航天以及军事领域。随着这些领域的不断发展,对齿轮传动装置的要求也越来越高,使其不断向着精度更高,体积更小、可靠性更高的方向发展。为了满足上述领域齿轮传动系统的高可靠性要求,将余度技术引入齿轮传动装置中,从而有效提高齿轮传动系统的可靠性。 目前,先进工业国家双余度或多余度齿轮传动技术已经日趋成熟并应用于航空航天以及军事领域中。而我国在双余度和多余度齿轮传动装置研究方面还是空白。由于国外对这种先进技术采取技术保密和封锁政策,因此,我国自主研制双余度精密小模数齿轮传动装置是十分必要的。 针对双余度精密小模数齿轮传动装置传动方案,结构参数以及可靠性分析等方面进行了研究。主要工作和结论如下: 1、通过双余度功能实现分析,提出了三种可行的传动方案,对这三种方案分别从运动分析、余度功能实现以及余度切换影响等方面进行了比较,最终得出了最佳传动方案。 2、为了保证传动装置具有较高的灵敏度,以等效到输入轴上的转动惯量最小为目标函数建立数学模型,对传动比进行优化分配。采用复合形法对模型求解,优化分配结果分析表明,所得数据较为合理。 3、采用试算法计算出两组不产生干涉的少齿差传动参数,绘制了少齿差传动变位系数封闭图主要限制曲线,将两组数据在变位系数封闭图曲线坐标系中进行比较分析,最终得出较佳少齿差传动设计参数。 4、采用故障树分析方法,分别对采用双余度技术和没有采用余度技术的齿轮传动装置的可靠性进行分析和比较。结果显示,与没有采用余度技术传动系统相比较,采用双余度技术传动系统发生故障的概率由0.00050007降低至0.00030061991,可靠度由0.99949993提高至0.99969938009。


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