基于共振分析的发动机附件传动系统危险齿轮的确定

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1、第42卷第1期2016年2月航空发动机AeroengineV01．42No．1Feb．2016基于共振分析的发动机附件传动系统危险齿轮的确定欧阳旭靖1，郭梅2，王建军1(1．北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191；2．中航工业沈阳发动机设计研究所航空发动机动力传输航空科技重点实验室，沈阳110015)摘要：为了确定某典型发动机附件机匣齿轮系统危险齿轮，对附件机匣各齿轮进行模态计算，通过行波共振分析获得共振Campbell图，初步得到危险齿轮编号。采用等效有限元法建立齿轮系统有限元模型，计算研究齿轮系统共振特性，确定工作转速内可被激

2、起的危险共振模态，通过应变能法确定危险齿轮从而对单齿轮分析结果进行补充。结果表明：所提出的方法和技术能够有效确定复杂附件传动系统危险齿轮，从而大幅减少设计时间，并可为试验测量和故障分析提供参考。关键词：危险齿轮；附件机匣；共振分析；齿轮系统；单齿轮；航空发动机中图分类号：V232．8文献标识码：Adoi：10．13477／0．cnki．aeroengine．2016．01．006DeterminetheDangerousGearinAccessoryGearSystemofEngineBasedonResonanceAnalysisOUYANG

3、Xu-jin91，GUOMei2，WANGJianJunl(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，BeihangUmvemW，Beijing100191，China；2。KeyLaboratoryforPowerTransmissionTechnolob务ofAeroengineShenyangEngineDesignandResearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstract：Inordertodeterminethedangerousgearsintheaccesso

4、rygearsystemofatypicalengine，modalcharacteristicsofeachgearwerecalculated，theCampbellplotwasdrawnbytraveling-waveresonanceanalysis，thenumberofdangerousgearwerepreliminarygot．Thegearsystemwassimulatedusingequivalentfiniteelementmethodtostudytheresonancecharacteristicsofthegea

5、rsystem．NewdangerousgearswithintheworkingspeedweredeterminedbasedOilresonanceanalysisofthegearsystem．Dangerousgearsweredeterminedthrou出strainenergymethod；theresultsofthesinglegearanalysiswereadded．Theresultsindicatethatthemethodandtechniquecandeterminatedangerousgearofcomple

6、xaccessorygearboxsystemeffectively，reducethedesigntime，providereferencefortestmeasurementandfaultanalysis．Keywords：dangerousgear；accessorygearbox；resonanceanalysis；gearsystem；singlegear；aeroengine0引言附件齿轮传动系统作为航空发动机重要的传动装置，其可靠性对于发动机性能具有重要影响。发动机性能指标不断提高，航空齿轮薄壁结构的轻薄化设计使得轮体结构的振动

7、疲劳破坏成为主要失效模式之一。为了保证齿轮系统工作可靠性，在设计过程中需要分析齿轮系统振动特性并进行试验验证，而附件机匣为多个齿轮轴组成的复杂长链式系统，各齿轮载荷环境和共振特性不相同，系统分析每个齿轮会延长设计周期。因此在不同环境下，确定可能产生共振从而引起疲劳破坏的危险齿轮，将其作为结构设计、响应分析、疲劳特性研究的主要对象，对于提高设计效率具有重要意义，同时也可为试验测量和故障分析提供参考㈣。附件机匣齿轮系统特别复杂，研究其振动问题成为发动机设计过程中的重要环节。国外在齿轮箱的理收稿日期：2015一03～03作者简介：欧阻旭靖(1989)

8、，男，在读硕士研究生，研究方向为发动机强度、振动与可靠性；E—mail：oyxjl989@163．COIn。昏甩格式：欧阳旭靖．郭梅．王建军．基于共振