超临界尾传动系统动力学模型

揭示自激与碰摩耦合机制

该模型首次综合考虑浮动花键自激、限位环碰摩和多对螺旋锥齿轮时变啮合激励，为超临界尾传动系统减振降噪提供直接理论分析工具。

Zhu, Haimin · 胡顺安 · Li, Zhang · 李苗苗 · 朱如鹏

International Journal of Structural Stability and Dynamics 2023

参数信息

尾水平轴过临界振动峰值

3.0

自激振动频率

1

花键齿面摩擦系数

0.2

技术优势

揭示自激振动根源

自激振动由花键齿面摩擦引起，其频率等于直连轴的一阶固有频率，且仅在转速超过该固有频率对应转速时出现，为消除自激提供明确靶点。

量化限位环副作用

限位环在降低尾水平轴过临界振动的同时，会通过干摩擦与碰摩冲击激发其他轴的固有频率和碰摩频率，设计时需权衡抑制效果与附加振动。

预测持续碰摩风险

当花键齿面摩擦系数增大时，在超临界工况下可能导致轴与限位环之间持续碰摩，为设定摩擦系数上限提供依据。

应用场景

• 直升机传动系统设计：用于超临界尾传动系统设计阶段评估限位环和花键参数对振动的影响，优化结构以降低振动和噪声。
• 旋转机械振动控制：用于分析转子自激振动来源和碰撞摩擦对振动的影响，指导控制策略以降低跨临界振动。
• 齿轮-轴系统动力学：用于建立耦合浮动花键、限位环和螺旋锥齿轮的轴系动力学模型，预测时变啮合激励下的动态响应。
• 转子碰摩故障诊断：用于识别由摩擦系数增大导致的持续碰摩特征频率，为诊断超临界状态下轴与限位环碰摩故障提供依据。