共轴直升机封闭差动行星轮系薄弱部件综合风险评估方法研究

车晓宇; 王旦; 朱如鹏

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共轴直升机封闭差动行星轮系薄弱部件综合风险评估方法研究

更新时间：2026-04-30

- 共轴直升机封闭差动行星轮系薄弱部件综合风险评估方法研究
- Comprehensive risk assessment method for weak components of encased differential planetary gear train in coaxial helicopter
- 机械传动 2026年页码：1-8
- 作者机构：
  
  南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室，南京 210016
- 作者简介：
  
  车晓宇，男，1995年生，安徽芜湖人，博士；主要研究方向为机械传动系统结构与减振设计；chexiaoyu@nuaa.edu.cn。
- 基金信息：
  
  国防技术基础科研项目(JSZL2022110A074)
- DOI：
  中图分类号： V233.11
- 收稿：2025-03-04，
  
  修回：2025-06-27，
  
  网络首发：2026-04-30，
- 稿件说明：
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车晓宇，王旦，朱如鹏.共轴直升机封闭差动行星轮系薄弱部件综合风险评估方法研究［J］.机械传动，XXXX，XX（XX）：1-8.

CHE Xiaoyu，WANG Dan，ZHU Rupeng.Comprehensive risk assessment method for weak components of encased differential planetary gear train in coaxial helicopter［J］.Journal of Mechanical Transmission，XXXX，XX（XX）：1-8.
车晓宇，王旦，朱如鹏.共轴直升机封闭差动行星轮系薄弱部件综合风险评估方法研究［J］.机械传动，XXXX，XX（XX）：1-8. DOI：

CHE Xiaoyu，WANG Dan，ZHU Rupeng.Comprehensive risk assessment method for weak components of encased differential planetary gear train in coaxial helicopter［J］.Journal of Mechanical Transmission，XXXX，XX（XX）：1-8. DOI：

摘要

目的

针对共轴直升机封闭差动行星轮系由于部件众多且故障概率不一导致的可靠性评估难题，识别系统薄弱部件及潜在故障模式，为采取针对性改进措施、提高系统使用寿命提供依据。

方法

首先，提出了一种融合模糊集理论与逼近理想解排序（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution

TOPSIS）法的综合风险评估模型；其次，采用梯形模糊数构建了模糊评估矩阵，并结合层次分析法（Analytic Hierarchy Process

AHP）与熵权法（Entropy Weight Method

EWM）确定了各评价指标的综合权重；最后，通过制定专家评分表并应用评估模型计算了各部件的排序指标，实现了对薄弱环节的定量化识别。

结果

结果表明，应用所提模型确定的最易发生故障的齿轮部件为差动级太阳轮，其主要故障模式表现为齿面磨损和齿根裂纹。评估结果为该轮系的结构优化与材料替换提供了明确的技术导向。

Abstract

Objective

The encased differential planetary gear train of a coaxial helicopter consists of numerous components with varying failure probabilities. Identifying weak components and potential failure modes is critical for implementing targeted measures

such as structural optimization or material substitution

to enhance the system's service life and reliability.

Methods

Firstly

a comprehensive risk assessment model was developed by integrating fuzzy set theory with the technique for order preference by similarity to an ideal solution (TOPSIS). Secondly

trapezoidal fuzzy numbers were utilized to construct a robust fuzzy evaluation matrix

and a hybrid weighting scheme combining the analytic hierarchy process (AHP) and the entropy weight method (EWM) was implemented to determine objective and subjective index weights. Finally

an expert scoring framework was established

and a ranking index was calculated for each component to prioritize failure risks.

Results

The analysis results demonstrate that among the gear components

the sun gear of the differential stage exhibits the highest risk index

identifying it as the weakest part of the system. The primary failure modes are determined to be tooth surface wear and tooth root cracks. This study offers a quantitative theoretical reference for the reliability design and maintenance of complex aviation transmission systems.

关键词

Keywords

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