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基于热网络法的直升机主减速器热分析

作　者: 杨攀
导　师: 鲍和云
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 直升机主减速器 热网络法 稳态温度场 瞬态温度场
分类号: V275.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


直升机飞行过程中，其主减传动系统内摩擦副将产生大量的摩擦热，若散热结构不合理或者润滑不充分，将导致传动系统内的摩擦热无法散失，严重影响其工作性能。同时，直升机飞行高度低，在战场上极其容易受到火力攻击，一旦直升机中弹漏油失去润滑，主减传动系统温度将剧烈升高从而直接导致直升机的坠毁。因此，对主减传动系统温度场进行稳态以及失去润滑后的瞬态分析对于改进主减速器设计有重要的意义。为了预测直升机主减的干运转能力，本文基于热网络法对某型直升机主减温度场进行了系统的研究，主要完成了以下几个方面的工作。对主减速器中不同零部件的热源进行了研究，针对不同零部件和工况建立了相应的热源分析模型，研究了零部件之间的热传导以及不同零部件与润滑油、油气混合物以及热空气等介质之间的对流换热系数。基于热网络法，计算了给定工况下主减内的摩擦热、对流换热系数；对热平衡方程组进行求解，得到了主减速器的稳态温度场分布；考虑失去润滑条件下的温升引起的主减速器系统时变热态的耦合作用，建立了瞬态热分析模型，将稳态温度场作为瞬态温度场的初始条件，得到了主减速器传动系统的瞬态温度场。计算了黑鹰、科曼奇等几种典型的直升机主减速器的温度场，对于其他型号直升机主减温度场分析有较大的借鉴作用；在理论研究的基础上，基于Matlab语言开发直升机主减速器传动系统的热分析计算软件，该软件可以实现对主减速器传动系统稳态和瞬态温度场计算的功能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-12
注释表  12-13
第一章 绪论  13-18
  1.1 主减速器热分析的研究意义  13
  1.2 主减速器热分析的研究现状  13-16
    1.2.1 摩擦热源的分析与计算  14
    1.2.2 热交换分析与计算研究  14-15
    1.2.3 主减温度场的研究方法  15-16
    1.2.4 传动系统失去润滑条件下的运转试验研究  16
  1.3 本课题的研究内容  16-18
第二章 主减速器热分析的研究基础  18-30
  2.1 主减系统热源计算模型  19-27
    2.1.1 齿轮热源计算模型  19-20
    2.1.2 轴承热源计算模型  20-24
    2.1.3 密封件热源计算模型  24
    2.1.4 花键的热源计算模型  24-26
    2.1.5 垫片的热源计算模型  26-27
  2.2 热阻计算模型  27-29
    2.2.1 导热热阻计算模型  28
    2.2.2 对流热阻计算模型  28-29
  2.3 本章小结  29-30
第三章 直升机主减速器稳态热分析  30-43
  3.1 直升机主减速器的构型分析  30-31
  3.2 主减速器热网络模型的建立  31-37
  3.3 主减速器热平衡方程组  37-38
  3.4 主减稳态温度场特性分析  38-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章 直升机主减速器瞬态热分析  43-55
  4.1 失去润滑条件下的瞬态热分析方法  43-47
    4.1.1 瞬态热分析计算模型  43-44
    4.1.2 失去润滑条件下的空气热物性参数计算  44-45
    4.1.3 失去润滑条件下的对流换热系数计算  45-46
    4.1.4 失去润滑条件下的热阻计算  46-47
  4.2 主减失油后瞬态温度特性分析  47-52
  4.3 主减启动过程中瞬态温度场特性分析  52-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章 主减典型结构热分析  55-71
  5.1 直齿轮传动系统热分析  55-59
  5.2 换向锥齿轮传动系统热分析  59-64
  5.3 行星齿轮传动系统热分析  64-68
  5.4 密封件热分析  68-70
  5.5 本章小结  70-71
第六章 主减热分析软件开发  71-85
  6.1 主减零部件热分析  71-73
  6.2 主减传动系统热分析  73-78
  6.3 典型主减速器热分析  78-82
  6.4 主减效率的通用性计算  82-84
  6.5 本章小结  84-85
第七章 总结与展望  85-87
  7.1 本文工作总结  85
  7.2 进一步研究工作展望  85-87
参考文献  87-91
致谢  91-92
在学校期间发表论文  92

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 各类型航空器 > 短距和垂直升降航空器 > 直升飞机、旋翼机
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