动态式连接过约束混联机构源于直升机自动倾斜器等效机构,可广泛应用于直升机旋翼系统中球铰轴承疲劳试验机。随着球铰轴承国产化的需要,高效率、高性能疲劳试验机成为新的研究热点。本项目提出内外环嵌套动态式连接的过约束混联机构,其特点将原来的上下混联机构改为内外环嵌套混联机构,从而可以使机构体积减小,降低耗能,提高机构高速旋转时的稳定性;提出混联机构"动态式连接"的概念,直接与球铰轴承相连,研究新的可用于双向分析的适合此类机构的建模、分析与综合方法。具体内容和步骤 1研究综合出4-6种机构构型,建立机构的运动学模型;2 建立机构的动力学模型;3分析动态式连接处(球铰轴承处)的运动与动力传递关系;4给出基于Jacobian和Hessian矩阵与试验参数相关联的性能指标体系;5综合出一个性能最优机构。理论成果可应用于对动态式连接的混联机构建模、分析及优化设计,最优机构可用于疲劳试验机研制。
hybrid mechanism;Dynamic connection;kinematic analysis;ball-and-socket bearing fatigue testing machine;Screw Theory
目前我国直升机旋翼系统中用的球铰轴承主要靠进口,旋翼系统球铰轴承国产化是我国高性能飞行器急待解决的热点问题,而高效率、高性能疲劳试验机是其关键技术之一。基于自动倾斜器实际应用状况,我们提出一种新型动态式连接过约束少自由度混联机构,该机构适用于球铰轴承疲劳试验机。新型动态式连接过约束少自由度混联机构的研究,对于设计和发展铰轴承疲劳试验机具有重要的理论和现实意义。项目主要研究内外环嵌套动态式连接的过约束混联机构的运动学和动力学特性,找出关键科学问题以及关键技术问题,优化等效机构,建立关节轴承疲劳试验机模型,从而促进直升机球铰轴承国产化的发展。项目组从立项之初至今在项目的理论上和实际应用上均获得突破性进展,理论上发表国内外高水平学术论文多篇,部分理论在国际上具有领先水平;实际应用上建立关节轴承疲劳试验机模型,并获得相关的国家发明专利并与相关轴承企业产学研结合促进直升机用关节轴承国产化的进程。