直升机旋翼轴承模拟测试系统设计开题报告

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1、燕山大学本科毕业设计（论文）开题报告课题名称：直升机旋翼轴承模拟测试系统设计学院（系）：里仁学院年级专业：09级机械电子工程学生姓名：陈志强指导教师：李艳文完成日期：2013-03-2914一﹑综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1．旋翼简介直升机具有独特的飞行能力，是唯一能够抵达任何地形区域的运输工具。旋翼是直升机和旋翼机等旋翼航空器的主要升力部件，又称升力螺旋桨。旋翼系统是直升机技术的核心，旋翼系统各部件是直升机最关键的部件。没有旋翼就没有直升机。直升机上用以操纵旋翼实现升降、前后、左右运动的特殊装置，称为自动倾斜器。直

2、升机自动倾斜器是直升机旋翼系统的重要部件，直升机通过自动倾斜器实现对旋翼的总距及周期变距控制[1]。自动倾斜器是将经直升机飞行操纵系统传递过来的驾驶员或自动驾驶仪的指令转换为旋翼桨叶受控运动的一种装置。因为旋翼是旋转的，自动倾斜器被用于将驾驶员的指令从不旋转的机身传递到旋转的桨叶。1911年由俄国人H.尤里耶夫发明，后为所有直升机采用。图1自动倾斜器结构示意图14自动倾斜器一般由类似轴承的旋转（外）环和不旋转（内）环组成（图1），它通过万向接头或球铰套在旋翼轴上，不旋转环通过操纵拉杆与驾驶舱中的驾驶杆和总距杆相连，旋转环通过变距拉杆与

3、桨叶相连。自动倾斜器无倾斜时，各片桨叶在旋转时桨距保持恒定；当它被操纵倾斜时，则每片桨叶在旋转中周期性地改变桨距。变距拉杆转至倾斜器上位时桨距加大，桨叶向上挥舞；转至下位时桨距减小，桨叶向下挥舞。这样就形成旋翼旋转面的倾斜，使旋翼合力倾斜，产生一水平分力。直升机的前后和左右方向的飞行运动就是通过这种操纵实现的，称为周期变距操纵。飞行员操纵（提或压）总距杆使自动倾斜器沿旋翼轴平行向上或向下滑动。各片桨叶的桨距将同时增大或减小，使旋翼的升力增大或减小，直升机随之上升或下降。这种操纵称为总距操纵。旋翼系统研制属于直升机型号研制中的关键技术。

4、而自动倾斜器是操纵旋翼实现升降、前后、左右运动的特殊装置。自动倾斜器的关键零件是关节轴承。关节轴承使自动倾斜器可以沿两个方向摆动，本测试系统主要就是进行直升机自动倾斜器的关节轴承的工作性能测试。关节轴承又称为球面滑动轴承，其结构由一个带球面的外圈和一个带外球面的内圈组成，如图2所示。自润滑关节轴承是一种无需补充润滑剂的特殊形式的关节轴承。其特点是结构简单、体积小、承载力大，而且还具有摩擦系数小、耐冲击、耐腐蚀、减少振动、适用温度范围广，寿命长，在工作过程中可以免维修和无需添加润滑剂等优异特性。一般用于速度较低的摆动运动，和低速旋转，也

5、可在一定角度范围内作倾斜运动。图2关节轴承实物图2.国内外研究状况14随着直升机技术的发展，并了解了自动倾斜器对直升机的重要作用，越来越多的学者开始研究自动倾斜器，同时也提出了许多关于自动倾斜器的结构分析和运动学分析、动力学分析的方法和理论。国内研究起步较晚，但也有许多学者在旋翼系统的性能分析方面取得了丰富的成果[1]。1）国外研究状况国外，1994年，InderjitChopra[2]进行了直升机旋翼系统的设计与分析趋势的研究。1997年，F．Ranjbaran等[3]对CL-327直升机自动倾斜器进行了运动学和动力学分析。2000

6、年GiuseppeQuaranta等[4]利用多体动力学方法分析了直升机旋翼系统，并且建立的旋翼系统自动倾斜器的三维理论模型，讨论了其稳定性及空气动力学性能。2001年，美国的OlivierA.Bauchau[5]，在论文中绘制了铰接式直升机的旋翼系统的简图，图中描述了旋翼系统的各个运动副，介绍了各个部分的构造，给出了运动副间允许的相对运动，描述了基于多体动力学的研究直升机旋翼系统的方法，如图3。2004年KonstantinKondak等[6]分析了文中所提出的小型直升机的模型的运动学和动力学性能，将自动倾斜器分为了内外两个环，内环

7、主要控制旋翼的方向，外环主要控制一些关键位置的参数等。2008年SabaapourM．R．等[7]对无铰式直升机自动倾斜器下操纵机构等效转化得到的3-RUS-PU并联机构的正向运动学、逆向运动学位置分析进行了研究。图3旋翼系统图142）国内研究状况在国内，1997年，洪富岳[8]等人根据关节轴承的主要失效形式是磨损，。研制了大直径、受重载荷的关节轴承磨损寿命试验机。燕山大学的杨育林教授等人对关节轴承的测试做了许多研究。在2008年，杨育林[9]等对自润滑关节轴承现状及发展进行了研究探讨，简述了自润滑关节轴承的发展历程；阐明了国内外自润

8、滑关节轴承技术和理论的研究现状；指出了我国在自润滑关节轴承技术方面存在的一些不足，并展望了我国自润滑关节轴承技术的发展趋势。在同一年，魏立保，黄世军，杨育林[10]进行了直升机自动倾斜器球铰自润滑关节轴承试验机的研制，研