重载高线速度渐开线直齿轮动载系数研究

发布时间：2020-08-12 08:01

【摘要】：航空工业属于国家战略性高技术产业,其发展水平直接彰显了国防力量和经济实力,对航空运输与国家安全意义重大。齿轮是航空发动机的基本传动部件,大部分航空齿轮传动都属于重载高速传动。航空重载高线速度齿轮较大的啮合面相对滑动速度及重载引起齿轮副较大的振动、噪声及附加动载荷,将影响整个传动系统的安全性和稳定性。长期理论研究与工程实践结果显示,齿轮失效而引发的发动机故障问题很大程度上制约了我国航空工业的发展。目前,航空高线速度重载齿轮传动理论设计中沿用经典公式对超临界转速下动载系数进行确定存在不合理性。本文针对航空齿轮弯曲强度校核中的动载系数展开理论研究,探讨航空渐开线直齿轮啮合传动过程中内部附加动载荷发生机理,对比经典计算公式利弊并提出修正公式以期符合航空直齿轮传动实际动态响应,相关内容的分析研究对于航空齿轮设计具有重要理论意义和参考价值。本文的主要研究工作有:(1)研究航空直齿轮副动载荷发生机理,阐述了动载荷冲击及振动激励基础,计算分析了航空直齿轮超临界转速下动载系数变化规律。(2)建立了航空直齿轮动力学模型,分析影响动载系数的激励参数,对动态啮合力进行了数值计算及仿真分析。(3)对航空直齿轮结构振动的固有特性进行分析,计算了有预应力状态下的接触模态,讨论了齿轮副固有频率及主振型,对航空齿轮设计参数对固有频率的影响进行了分析。(4)基于经典动载系数计算方法,采用统计分析及数据拟合方法得到航空直齿轮超临界转速下修正动载系数计算公式并通过实例计算进行验证。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V232.8
【图文】：

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重庆大学硕士学位论文v5C 、v6C 分别考虑超临界区内齿距偏差、齿形误差的影响系数；v7C 考虑实际齿轮在超临界区内最大外加载荷与理想精密齿轮大载荷的关系系数；p fB 、B 、kB 考虑齿距偏差、齿形误差、轮齿修缘对动载荷的影响系ISO 计算方法中涉及系数众多，在齿轮强度设计时系数的计算与取值相于是对处于常规工况下的低精度齿轮副传动，ISO 参照 AGMA 的计算方 C 法简化算法，如图 2.6 所示，图中C 为齿轮传动精度系数，计算公式C 0 .5048ln z 1.144ln m 2.852ln fpt 3.32齿轮强度设计时，分别代入大小齿轮的齿数 z 与齿轮齿距偏差ptf 进行计者中较大者圆整为整数得到精度系数C 。

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齿数 20 26模数/mm 1.5 1.5压力角（度） 25齿顶高系数 1顶系系数 0.2齿宽/mm 4 3齿轮转速/（r/min） 54600 42000齿轮材料密度/（kg/mm3） 0.0000078泊松比 0.26弹性模量（MPa） 206000考虑 B 法动载系数涉及参数众多，计算过程比较繁琐，为提高计算速度计算流程，利用 Matlab 的 GUI 界面编写了计算小程序。小程序界面如图 2 所示。

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图 2.8 B 法动载系数计算程序界面Figure 2.8 dynamic factor’s calculation interface of method B00.511.522.533.55 10 15 20 25 30 35 40 45 50 54.6动载系数Kv转速×104/(r/min)机械学会俄国ГОСТ ISO-B法 AGMA简法图 2.9 动载系数值随转速变化

【参考文献】