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斜撑式超越离合器接触分析
Contact Analysis of Sprag-type Overrunning Clutches
- 机械传动 2023年47卷第5期 页码：121-127
- 作者机构：
南京模拟技术研究所， 江苏 南京 210016
- 作者简介：
杨红图（1988— ），男，河北保定人，硕士，工程师；研究方向为直升机传动系统设计；yuanyangyang2021@163.com。
- 基金信息：
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.019
中图分类号：纸质出版日期：2023-05-15，
收稿日期：2022-03-19，
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杨红图,高鹏,闫卫平等.斜撑式超越离合器接触分析[J].机械传动,2023,47(05):121-127.
Yang Hongtu,Gao Peng,Yan Weiping,et al.Contact Analysis of Sprag-type Overrunning Clutches[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(05):121-127.
杨红图,高鹏,闫卫平等.斜撑式超越离合器接触分析[J].机械传动,2023,47(05):121-127. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.019.
Yang Hongtu,Gao Peng,Yan Weiping,et al.Contact Analysis of Sprag-type Overrunning Clutches[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(05):121-127. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.019.
摘要
斜撑式超越离合器在航空发动机和直升机传动系统上广泛应用，针对其接触特性进行研究，对设计高可靠性的斜撑式超越离合器有重要的意义。基于Hertz接触理论，研究了转矩、摩擦因数对斜撑式超越离合器接触特性的影响，通过有限元法研究了斜撑式超越离合器的动态接触特性。结果表明，考虑摩擦力的情况下，斜撑块与内外环接触时会同时发生滚动和滑移；斜撑块与内外环的接触应力呈偏心率较大的椭圆状分布；斜撑块与内外环的接触应力沿斜撑块长度呈开口向下的抛物线形状分布；最大接触应力不能反映转矩对接触应力的影响；超越离合器传递的转矩与其扭转角正相关；摩擦因数不影响最大接触应力和超越离合器的扭转角；摩擦因数与接触滑移量呈非线性关系，与最大摩擦应力呈线性关系。
Abstract
Sprag-type overrunning clutches are widely used in aeroengines and the helicopter transmission system. The research on the contact properties of sprag-type overrunning clutches has important significance to the design of high reliability clutch. In order to study the effects of torque and coefficient of friction on the contact properties of sprag-type overrunning clutches
Hertz contact theory and finite element method are used to investigate the dynamic contact properties of sprag-type overrunning clutches. The results show that both rolling and sliding occur when friction is considered
the contact stress between sprags and races is elliptically distributed with a large eccentricity
the contact stress is distributed in the parabolic shape along the length of the sprags
maximum contact stress couldn't reflect the effects of torque on contact stress
the torque transmitted beyond the clutch is positively correlated with its torsion angle
the coefficient of friction doesn't affect the maximum contact stress and the torsion angle of the clutch
the coefficient of friction is nonlinear with the sliding distance and linear with the maximum friction stress.
关键词
超越离合器接触特性有限元法
Keywords
Overrunning clutchContact propertyFinite element method
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