齿轮传动风扇发动机低压转子系统动力学特性研究

发布时间：2022-01-02 00:41

　　为进一步提高燃油经济性,减少污染排放,将低压压气机-涡轮转子和风扇转子均设计在最佳转速下工作是未来的商用航空发动机的重要研究方向。以普惠为代表,所研发的齿轮传动风扇发动机,通过在转子间引入一个星型齿轮传动系统,使得风扇在保持低转速的同时低压压气机-涡轮转子转速大幅提高。由于齿轮啮合作用,该低压转子系统的动力学特性与传统航空发动机有着极大的区别,并且转子系统长期工作在临界转速之上,其动力学特性更加复杂。因此,针对掌握具有星型齿轮传动结构的低压转子系:统的动力学特性及其耦合振动规律的迫切性和必要性,本文开展的主要工作内容如下:首先,根据复杂旋转动力装备结构相似和等比啻例缩尺模型设计厚理,获得齿轮传动风扇发动机低压转子系统的缩尺模型试验器。基于MATLAB建立该转子系统的有限元数值模型,通过SAMCEF Field仿真建模与计算对其固有特性进行对比分析,并结合相关试验,验证建模方法的正确性。其次,分析齿轮啮合作用对转子系统固有特性及动力学响应的影响。其中,采用精细积分系统响应分析方法,考虑齿轮啮合刚度的时变性,进一步分析啮合刚度变化对低压转子系统的影响。然后,分析不平衡激励对低压转子系统振动... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

齿轮4动风扇发动棚氏压转子系统结构图

齿轮传动风扇发动机的减速系统为星型齿轮传动系统，该系统由中心齿轮、五个游??星齿轮及环形齿轮组成。中心齿轮作为输入端由低压压气机－涡轮转子驱动，环形齿轮??作为输出端与风扇转子联接，传动比为３：１［＃。如图２．２所示，这种星型齿轮传动结构??使得输入轴与输出轴的转向相反，即风扇转子转向与低压．压气机－涡轮转子转向相反。??＾环形齿轮??＇：，１?＇ｖ，－：?ｒ？Ａ９０００ｒ／ｍｉｎ??输一齿轮机匣??图２．２星型齿轮传动系统??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｔａｒ?ｇｅａｒ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??２．?１．３发动机支承结构??齿轮传动风扇发动机转子系统的承力机匣结构如图２．３所示，其中；风扇转子、低??压压气机－涡轮转子以及齿轮箱均由单独的承力组合结构外传负荷［４６］。齿轮箱和低压压??气机－润轮转子前支点由刚性的承力框架支承，风扇转子支点和低压压气机－涡轮转子后??支点采用了弹性支承结构，即轴承座后部可动部分通过弹性支座连接在承力框架的轮毂??上，该种支承结构可改变系统结构的动力特性，以降低振动水平。??图２．３齿轮传动风扇发动机转子系统

１?＇ｖ，－：?ｒ？Ａ９０００ｒ／ｍｉｎ??输一齿轮机匣??图２．２星型齿轮传动系统??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｔａｒ?ｇｅａｒ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??发动机支承结构??轮传动风扇发动机转子系统的承力机匣结构如图２．３所示，其中；风扇转子、机－涡轮转子以及齿轮箱均由单独的承力组合结构外传负荷［４６］。齿轮箱和低压润轮转子前支点由刚性的承力框架支承，风扇转子支点和低压压气机－涡轮转子用了弹性支承结构，即轴承座后部可动部分通过弹性支座连接在承力框架的轮种支承结构可改变系统结构的动力特性，以降低振动水平。??

【参考文献】：
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本文编号：3563126