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1、第38卷第5期航空發(fā)動(dòng)機(jī)V01．38NO．52012年1O月AeroengineOct．2012大功率弧齒錐齒輪設(shè)計(jì)技術(shù)研究楊榮，陳聰慧，戰(zhàn)鵬，李錦花(中航工業(yè)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所，沈陽(yáng)110015)摘要：采用自行開(kāi)發(fā)的弧齒錐齒輪加載分析專(zhuān)用程序，對(duì)大功率弧齒錐齒輪設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了研究。分析了輪齒承載后的齒面接觸區(qū)的大小和位置，計(jì)算了齒根彎曲應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力，并對(duì)齒輪振動(dòng)特性、齒輪系的振動(dòng)噪聲和齒輪嘯叫進(jìn)行了研究。研究成果為航空發(fā)動(dòng)機(jī)弧齒錐齒輪的設(shè)計(jì)、制造、強(qiáng)度計(jì)算和動(dòng)力學(xué)分析提供了理論基礎(chǔ)，并有效提高了發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠
2、性。關(guān)鍵詞：加載分析；應(yīng)力分析；振動(dòng)特性；弧齒錐齒輪；齒輪嘯叫ResearchofHighPowerSpiraIBevelGearsYANGP,．ong，CHENCong—hui，ZHANPeng，LIJin—hua楊榮(1963)，女，碩士，自然科學(xué)研(AVICShengyangEngiBeDesignandReserarchInstitute，Shenyang110015，China)究員，從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)的研制工作。Abstract：Thedesigntechnologyofhighpowerspiralbe
3、velgearswasstudiedbyself-developedspiralbevelgearloadedanalysisprogram．Thesizeandlocationofgearloaded收稿日期：2012-05—09contactdistrictswasanalyzed．thetoothrootbendingstressandtootIlcontactstresswerecalculated，andthegearvibrationcharacteristic，gearnoiseandgearwhinewere
4、investigated．Theresearchresul~appliestheoreticalbasisforthedesign，manufactureandstrengthanddynamicanalysesofgea5andincreasesthereliabilityoftheenginetransmissionsystem．Keywords：loadedanalysis；stressanalysis；vibrationcharacteristic；spiralbevelgeam；gearwhine1提高齒輪承載能力
5、和改善其工作特性措施O引言(1)采用高強(qiáng)度高性能齒輪材料。錐齒輪材料選弧齒錐齒輪具有傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，用新型耐高溫、高強(qiáng)度和高韌性不銹齒輪鋼，其性能是航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的中樞。隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)優(yōu)于目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)上采用材料的性能，抗拉強(qiáng)度提的發(fā)展，第4代戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率提取量顯著提高40％，斷裂韌度提高1倍；高，受發(fā)動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)尺寸的限制，安裝在高壓軸上、(2)采用35。螺旋角提高齒輪的承載能力，比直軸承腔內(nèi)的1對(duì)弧齒錐齒輪的承載能力(壽命)與其齒錐齒輪的提高40％；結(jié)構(gòu)尺寸的比值成為評(píng)價(jià)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心指標(biāo)
6、。(3)采用齒面鍍銀處理提高齒面抗膠合能力，降因此，承載能力強(qiáng)、功重比大的弧齒錐齒輪的高可靠低傳動(dòng)噪聲；性設(shè)計(jì)技術(shù)成為先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)研制的關(guān)鍵技術(shù)。(4)采用35。螺旋角、小模數(shù)、多齒數(shù)來(lái)提高齒輪弧齒錐齒輪齒面幾何形狀極為復(fù)雜，為空間超的重合度；越曲面，齒輪嚙合屬于點(diǎn)接觸?？紤]弧齒錐齒輪齒面(5)選擇小齒輪凸面和大齒輪凹面為工作面，提空間超越曲面形狀和其局部共軛點(diǎn)接觸特性對(duì)承載高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度；能力的影響，分析輪齒承載后的齒面接觸區(qū)的大小、(6)采用改變輻板和輪緣或改變輻板厚度等方法，位置及接觸應(yīng)力、載荷分配等情況；進(jìn)行齒根
7、彎曲應(yīng)調(diào)整齒輪的固有頻率，使齒輪的工作轉(zhuǎn)速偏離其共振轉(zhuǎn)力有限元分析、齒面接觸應(yīng)力分析；進(jìn)行了系統(tǒng)的振速；動(dòng)噪聲分析，分析由齒輪傳遞誤差為激勵(lì)的齒輪嘯(7)對(duì)齒輪輪齒修形和優(yōu)化，以補(bǔ)償輪齒嚙合時(shí)叫結(jié)果。剛度的變化，減小動(dòng)載荷；第5期楊榮等：大功率弧齒錐齒輪設(shè)計(jì)技術(shù)研究(8)提高齒輪加工和裝配的精度。計(jì)算程序分別分析弧齒錐齒輪在加載時(shí)輪齒的接觸區(qū)、接觸跡和傳動(dòng)誤差，在工作狀態(tài)下小輪凸面一大2弧齒錐齒輪的加載接觸分析輪凹面的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。從計(jì)算結(jié)果看，第6種小弧齒錐齒輪的加載接觸分析是在考慮支撐系統(tǒng)輪的控制參數(shù)可獲得較為完善的加
8、載接觸區(qū)、接觸跡彈性變形和輪齒變形情況下，利用共軛曲面原理分析和傳動(dòng)誤差。輪齒的齒面和邊緣接觸情況，通過(guò)自行開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用弧3齒根應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力計(jì)算齒錐齒輪加載接觸分析程序計(jì)算弧齒錐齒輪接觸區(qū)、接觸跡和運(yùn)動(dòng)誤差。齒根彎曲應(yīng)力有限元分析載荷模型引自加載接2．1建立模型觸分析和齒面接觸應(yīng)力分析
