基于摩擦的空間齒輪系統振動特性分析與試驗研究.pdf

1、齒輪傳動機構是空間機械結構的關鍵部件，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，導致齒輪運轉過程中齒面因摩擦、沖擊產生的熱量不易散失，齒輪較高的溫升，導致齒面油膜損傷和潤滑失效。齒輪系統一旦出現故障將直接威脅到傳動機構甚至整個航天器系統的安全。因此有必要對齒輪系統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，因此，本文從摩擦角度出發(fā)，研究摩擦與振動的關系，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與故障診斷、壽命評價間的聯系，將對空間齒輪系統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狀態(tài)監(jiān)測和壽命預測具有重要的應用價值。
　　本文從彈流潤滑理論著手，分析了摩擦系數同油膜比厚的變化關系，指出摩擦系數可以作為油膜厚度評定的指標?？紤]齒輪摩擦和振動的相關性，將摩擦系數引入到齒輪系統的動力學方

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對齒輪徑向力的影響。利用ABAQUS對該齒輪機構在不同摩擦系數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變化的函數關系。
　　搭建振動測試試驗平臺，分別對干摩擦和脂潤