在大功率船舶传动系统中,越来越多地采用行星人字齿轮传动。为了满足现代船舶对传动系统的噪声要求,开展行星人字齿轮传动系统的减振设计不但具有实用价值,而且具有理论意义。针对某舰船动力系统中的行星人字齿轮传动,建立了太阳轮与行星轮之间的动态啮合力的解析表达式,得出了行星人字齿轮系统的太阳轮齿数、行星轮齿数及个数与啮合频率激励引起的振动之间的耦合规律。基于时变啮合刚度激励引起的振动方式与传动系统固有振动模式之间的对应关系,提出了通过合理设计行星人字齿轮传动的基本参数来实现对系统扭转振动进行抑制的相位调谐减振设计方法,并借助数值算例验证了该方法能够抑制中心构件扭转共振。

针对某大功率舰船中常用的二分支人字齿轮传动系统,计算其固有频率的参数灵敏度数值,分析了啮合刚度、转动惯量、制造误差等结构参数的变化对传动系统固有频率的影响;建立分支传动的扭转动力学模型,利用有限元分析验证了分支传动的振动模态特性;采用模态法推导出多元激励下的参数灵敏度表达式,并将其应用于二分支人字齿轮传动系统的平稳性分析。基于理论计算的灵敏度数值和实际工作条件,对传动系统结构进行了优化设计。实例验证发现,由此获得的修改方案明显改善了轮系的抗振性能;该分析方法获得的关键参数对系统实现抗振降噪效果明显。该分析方法同样可用于其他类型分支传动的减振降噪设计。

建立了高速重载工况下的直升机主减速器热网络模型,得到弧齿锥齿轮温度场随齿面结构变化规律。对基于主动设计得到的弧齿锥齿轮齿面进行加载接触分析(LTCA)得到齿间载荷,结合摩擦学和传热学得到锥齿轮的摩擦因子和热载荷,研究分析了锥齿轮的齿面接触迹线方向、接触椭圆半长轴长度、传动比的1阶导数的改变对锥齿轮温度场的影响规律。

实时高效的实现矢量喷管偏转方位和喷口面积是喷管驱动机构的设计准则。针对以Cough—Stewart并联机构为基础的某典型轴对称矢量喷管（AVEN）驱动机构，建立AVEN驱动机构的空间运动学方程，采用同伦法进行驱动机构的运动正解和反解分析，获得机构参数与推力矢量方位和A9面积的关系。以A9转向控制环转角和出口截面形状为优化目标函数，建立AVEN驱动机构主要几何参数的多目标优化数学模型，将变权系数法与改进的遗传算法结合，对AVEN驱动机构进行了多目标优化设计，获得了最佳的机构参数，通过优化前后的参数对比分析证实了优化设计结果的合理性。