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。

多分支齿轮传动在大功率舰船动力传输系统中应用逐渐增多,为实现各支路均载而采用的弹性轴结构则会导致传动系统的固有频率减低,从而使运转过程中发生共振的可能性增加。基于商用有限元软件(Ansys),建立某船用六分支同轴人字齿轮传动系统的有限元模型,在各支撑处保留转动自由度,约束其余自由度,计算了传动系统的前20阶固有频率与振动;针对巡航转速,基于坎贝尔图,分析了系统的共振特性;研究了均载弹性轴刚度对系统固有频率的影响规律,得出了避免传动系统共振发生的弹性轴刚度取值范围,为六分支同轴人字齿轮传动系统的减振设计提供了参考。

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。

提出了一种基于Legendre直交多项式，在端点保持非对称连续性、一次降多阶的Bezier曲线降阶算法。降阶后的控制顶点矢量可以表示为降阶转换矩阵与原曲线控制顶点乘积的形式。给出了这个降阶转换矩阵的推导和计算过程。

空间大型可展天线与卫星平台之间借助可展天线臂相连，故天线臂与卫星间的耦合振动特性直接影响天线的指向精度和工作稳定性。依据天线臂和卫星之间连接方式，采用假设模态法描述天线臂各连杆的弹性变形，将耦合振动位移、天线臂转动副角，以及天线臂的模态坐标作为系统广义自由度，利用非保守系统的啪ge方程，建立了天线臂与卫星间的耦合振动微分方程，采用吉尔（Gear）法进行了数值求解。针对天线臂展开，天线展开，以及卫星调姿3种情况，计算了天线臂与卫星间的耦合振动的相应时间历程，并分析了天线臂与卫星的连接刚度、天线臂刚度等对耦合振动的影响规律，得出合理的结构参数可以有效抑制天线臂与卫星间的耦合振动峰值。

链条传动在石油机械、农业机械等领域应用广泛。链条可靠性对于机械系统可靠性具有重要影响。链条的主要失效形式是链板疲劳断裂,链板零件强度寿命（S-N）曲线是链条疲劳可靠性设计的重要基础。合理可行的链板零件理论S-N曲线可以避免开展疲劳试验或者仅仅进行少量疲劳试验;且便于工程应用。提出了链板零件S-N曲线的理论处理方法。基于链板零件理论S-N曲线,给出了板式链条疲劳可靠性设计方法。通过实例分析结果与板式链条常规设计原则相对比,验证了链板零件S-N曲线理论处理方法和板式链条疲劳可靠性设计方法的可行性。

滚轮滑轨的滚动接触在工程领域中普遍存在,实际应用表明滚轮或者滑轨磨损是主要的失效模式,滚轮滑轨磨损可靠性分析显得尤为重要。基于Archard模型和磨损可靠性模型,建立了接触应力及滑动距离的计算模型,确定了磨损系数和允许磨损量的选择依据,提出了滚轮滑轨磨损可靠性分析方法。通过实例,进行了理论工况下新型摆动导杆式抽油机中滚轮磨损可靠性分析,给出了滚轮磨损可靠度与工作时间的关系曲线,其分析结果为滚轮滑轨维护周期提供了依据。

链条传动在工程领域中应用广泛。疲劳试验研究和现场使用失效表明,链条的主要失效形式是链板疲劳断裂,链板零件P-S-N曲线是链条可靠性研究的重要基础。合理可行的链板零件理论P-S-N曲线可以避免开展疲劳试验或者仅仅进行少量疲劳试验,节省时间和费用,且便于工程应用。提出了链板零件P-S-N曲线的理论处理方法,基于链板零件理论P-S-N曲线,进行了链条寿命预测的实例分析。将分析结果与板式链条常规设计原则相对比,验证了链板零件P-S-N曲线理论处理方法的可行性。

为有效刻画齿轮系统相空间吸引子结构的数值特性,建立了直齿轮系统含间隙与综合传动误差的非线性动力学模型,基于G-P算法推导了等间隔的齿轮系统吸引子关联维数计算公式。对周期运动和混沌运动吸引子,采用Lyapunov指数与关联维数等手段定量表征其数值特性,利用Poin caré截面法定性分析了混沌吸引子的演化和迁移进程。通过关联维数对阻尼比和综合传动误差变化下的混沌吸引子演化行为进行了追踪刻画,结果表明,吸引子结构越复杂则关联维数越大,系统振动越敏感,混沌吸引子关联维数值介于整数1和2之间,具有分数维特征。