【摘 要】
：
一次性电动舵机中集成的反向式行星滚柱丝杠（Inverted Planetary Roller Screw）是一种将圆周驱动转换为直线运动输出的螺纹啮合传动机构,以近满载使用为工作常态,因此其静态承载能力是重要的参考指标之一。本文对反向式行星滚柱丝杠进行了螺纹牙弹塑性载荷分布和弹塑性临界载荷值理论建模和实验研究,为反向式行星滚柱丝杠的静态承载能力设计提供理论指导依据。首先,基于IPRS的结构特点和工
【基金项目】
：
国家自然科学基金—面向一次性机械的轴承钢疲劳弹性寿命分散带多尺度预测方法
论文部分内容阅读
一次性电动舵机中集成的反向式行星滚柱丝杠（Inverted Planetary Roller Screw）是一种将圆周驱动转换为直线运动输出的螺纹啮合传动机构,以近满载使用为工作常态,因此其静态承载能力是重要的参考指标之一。本文对反向式行星滚柱丝杠进行了螺纹牙弹塑性载荷分布和弹塑性临界载荷值理论建模和实验研究,为反向式行星滚柱丝杠的静态承载能力设计提供理论指导依据。首先,基于IPRS的结构特点和工作原理,进行承载、静载刚度及接触变形分析,并基于螺纹牙闭环变形协调方程,研究IPRS弹性螺纹牙载荷分布模型。在此基础上,基于简化弹塑性力学模型,推导出塑性变形阶段IPRS单个螺纹牙塑性变形量及其轴向等效接触刚度,从而建立IPRS弹塑性螺纹牙载荷分布数学模型。其次,将滚柱丝杠侧最右端螺纹牙的法向接触应力达到材料的屈服极限状态作为判断IPRS是否进入屈服状态的依据,以赫兹接触理论和米塞斯屈服准则为基础求得单个螺纹牙的弹塑性临界点载荷值,将其带入IPRS弹性螺纹牙载荷分布模型计算出整个IPRS的弹塑性临界点载荷值。然后,使用Workbench软件对其进行有限元分析,通过仿真验证理论模型正确性,并为IPRS静载实验做好理论指导和准备。最后,在IPRS弹塑性螺纹牙载荷分布模型和弹塑性临界载荷模型的基础上,采用专用夹具在万能试验机上进行IPRS静载实验,分析IPRS螺纹牙变形量及IPRS螺纹牙啮合段静载刚度值,将其与理论模型及仿真对比从而验证了所建立模型的正确性。
其他文献
吸气式高超声速飞行器因其飞行速度快、机动能力强以及效费比高等优点,在航空航天及军事领域具有重要的研究意义。近年来已有不少高超声速飞行器项目取得长足进步,但由于其动力学的强非线性、强耦合性、气动参数不确定性以及外部干扰等的存在,加之执行器伺服系统的受限,吸气式高超声速飞行器的控制系统设计仍面临着巨大的挑战。本文以吸气式高超声速飞行器纵向通道为控制对象,主要进行了如下研究。第一,给出了面向控制的弹性吸
国家重大科技基础设施“空间环境地面模拟装置”是推进太空探索的重要措施,其中的微观分系统承担着揭示材料和器件性能退化与失效的微观机理等任务,主要由封闭型实验设备、开放型实验设备与底层实验设备组成,而底层实验设备主要包括氦气监测子系统中的氦气检测设备与超高真空互联及样品转移平台的实验设备。为了实现微观分系统的智能化与信息化,确保其正常有效运行,本文以微观分系统中的实验设备为研究对象,以工业通信网络为技
随着航天发动机型号、种类的不断增加,其设计、装配等环节也呈现多样性,出现了发动机核心部件装配工艺种类繁多但对历史工艺复用性低的问题;同时,工艺设计过程有较大的经验依赖性,导致工艺设计周期长、效率低;而且工艺设计规范未统一,易出现参数设置错误、工艺表述不规范等问题,研究发动机核心部件装配工序智能推荐及审查技术对于提高工艺设计效率和质量具有重要意义。本文将研究序列化关联规则挖掘技术,提高历史工艺方案的
随着航天技术的不断发展,单一航天器无法满足复杂的任务需求,因此航天任务载体逐渐向多航天器发展,分布式编队系统应运而生。同时,在编队飞行任务中,为了保证在进行同步姿态协同和队形保持时的任务精度,就必须考虑姿态和轨道的相互影响,因此本论文研究了分布式多星姿轨一体化的协同控制问题,主要包含以下内容。首先,分析了航天器相对运动的位姿建模问题,根据对偶四元数等基本的数学理论,建立了多星姿轨一体化的相对运动学
随着空天飞行器技术的高速发展,速度指标已是现今发展的重要方向。飞行器在高速飞行过程中,材料由于高温载荷作用,弹性模量会显著下降,进而造成飞行器外包结构刚度下降,容易引发颤振、变形等不利后果。悬臂薄壁结构是飞行器中常见的外部结构件,其具有调整位姿、提供升力等重要作用。在高温载荷下,保证飞行器悬臂薄壁结构具有足够的刚度具有重要意义。在现有研究方法中,针对飞行器薄壁结构的刚度增强方法,大多集中于添加肋板
卫星太阳翼在空间展开时由于没有空气阻力,锁定时会对卫星及太阳翼产生较大的冲击,产生的振动在弱阻尼环境中难以消除,影响卫星的姿态角以及太阳翼的稳定性,采用磁流变制动器可以对太阳翼的展开过程进行控制。以减小锁定冲击为目标,本文对太阳翼的展开过程进行了研究,设计一种安装在太阳翼系统中的叶片式磁流变制动器,进行稳态和瞬态磁场有限元分析,建立制动器的系统模型,制定太阳翼展开控制策略,建立虚拟样机进行联合仿真
年久失修的航天器进入寿命末期,因逐渐失去通信能力而不能提供自身轨道姿态信息,甚至变为空间中自由翻滚的失控卫星,占用轨道资源并危害正常航天器。因此,需要对空间中的废弃航天器进行在轨服务,而空间翻滚目标的近距离安全逼近任务,就是在轨服务中极为重要的一项内容。本文以空间翻滚卫星为目标,研究对空间翻滚目标的近距离阶段安全逼近问题。首先,建立了翻滚目标逼近任务的运动模型。给出空间交会对接任务的常用坐标系,由
高超飞行器是未来航空器的战略发展方向,其中超燃冲压发动机技术是实现高超飞行的关键。直连式试验是研究超燃冲压发动机的重要手段,因为运行成本低,高效灵活使其在理论研究中有着突出优势。相较于常规直连式试验,脉冲直连式试验可以模拟更高的飞行马赫数,但运行时间仅有几百毫秒。实现模型上气动力的准确测量,需要隔离风洞运行冲击和振动对测力的影响。本文以准确测量气动力为目标,研制一台测量气动力的测力天平,完成测力系
随着月球水冰探测热的逐渐兴起,如何利用原位方式探测水冰及其赋存状态是未来地外天体探测的热点。在综合分析月壤介电特性、月壤水冰探测现状、原位探测案例和介电特性测量方法的基础上,提出了利用测量月壤水冰混合物介电特性的方式来表征混合物介质水冰特性的方法。本文重点研究了两部分内容,即月壤水冰混合介质的基础介电特性及其影响规律、面向原位触探测量的介电特性方法研究。这些研究为进一步设计传感器、实现原位测量构想
多余物的存在增加了产品出现故障的可能,其影响不容忽视,在航天运载领域的产品生产中更是如此,国内外由于多余物的影响而导致的航天发射失败事例屡见不鲜。贮箱是运载火箭的重要部分,在贮箱生产过程的任何一个环节都可能产生或是引入多余物。针对贮箱多余物的清洗,传统方式耗时耗力而且清洗效果不理想,因此研制具备良好清理效果且能够自动清理的贮箱多余物清理系统具有十分重要的实际意义。本课题针对火箭贮箱内部环筋等复杂结