[发明专利]传动系统设计系统及方法

说明书

本发明公开了传动系统设计系统及方法，涉及机械设计技术领域，面向直升机传动系统概念设计阶段，根据直升机总体设计要求，进行传动系统传动级数、传动形式的确定，建立直升机传动系统拓扑结构模型，在此基础上，进行传动系统传动比的分配，并根据分配结果进行传动系统零部件基本参数和结构参数的设计，接着进行齿轮、轴转动惯量和扭转刚度的计算、齿轮副啮合刚度的计算、齿轮强度的计算、轴的弯扭强度计算以及系统动力学计算，用来评估所建立的传动系统模型是否满足性能要求。通过本发明提出的传动系统设计系统及方法，可以实现多输入多输出直升机传动系统的快速设计和评估，提高企业的研发效率、缩短研发周期，提升直升机传动系统的设计能力。

技术领域

本发明涉及机械设计技术领域，特别是涉及传动系统设计系统及方法。

背景技术

直升机作为20世纪航空技术极具特色的创造之一，具有固定翼飞机和其它飞行器所没有的飞行特点，广泛地应用于军事运输、巡逻、旅游、救护等多个领域。传动系统作为直升机的三大关键动部件之一，其性能好坏将直接影响直升机的性能和可靠性。

国外各直升机公司极为重视传动系统的技术发展和创新研究，美国等西方国家提出“直升机性能在很大程度上取决于传动系统的性能”。实践表明，传动系统研制周期长、技术难度大，而且其性能优劣将直接影响直升机研制的成败和性能水平。尽管近些年国内传动系统已有较大发展，但水平与国外相距较远，传动系统型号研制的数量还很少，积累的经验还比较少，许多材料、技术标准规范及其他技术产品还处于摸索阶段，迫使我国必须加大直升机传动系统研制创新力度。

经过数十年的发展，计算机辅助设计软件已经在市场上取得了巨大的应用，但是目前的设计软件在面向直升机传动系统设计时仍存在严重的不足，主要表现在：设计人员只能依靠仿制或基于设计软件功能进行模型设计，缺乏创新设计和模型评估；只面向产品的造型绘图和详细设计阶段，不支持概念设计。

发明内容

本发明实施例提供了传动系统设计系统及方法，可以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供了传动系统设计系统，该系统包括传动链设计模块、基本参数设计模块、结构设计模块和性能评估模块，所述传动链设计模块包括：

传动链建模模块，用于定义各组件的输入输出接口，并根据总体输入要求进行传动系统的拖拽式建模；

功率传递路径分析模块，用于确定从发动机到旋翼的功率传递路径，确定的传递路径包含传动级数和传动形式；

传动比分配模块，用于在确定功率传递路径后根据发动机的输入转速和旋翼输出转速计算得到主减速传动比，然后进行各级传动的传动比分配，得到各级传动的传动比；

所述基本参数设计模块包括：

传动系统骨架设计模块，用于根据得到的传动比进行静力学计算，得到各级传动的传动功率和扭矩，然后根据总体设计要求确定整个传动系统的整体框架约束，依据该整体框架约束设计出传动系统骨架模型；

齿轮系设计模块，用于根据计算得到的各级传动形式和扭矩、转速、功率，进行齿轮系的基本参数的计算；

轴参数计算模块，用于根据各级传动功率和扭矩进行轴的参数计算；

联轴器离合器选型模块，用于建立联轴器和离合器型号库，根据离合器和联轴器的输入功率和输入扭矩在型号库中选型；

所述结构设计模块包括：

传动功能单元布局设计模块，用于根据传动系统骨架模型和齿轮、轴、联轴器、离合器、轴承的基本参数进行零部件空间布局的设计，确定各齿轮、轴、联轴器、离合器、轴承在传动系统骨架模型上的安装位置和装配位置；

轴设计模块，用于设计轴的结构形式，确定轴的段数和轴各段的内外径；