弧齿锥齿轮参数调节状态下行波共振特性及其影响规律研究

摘要

针对某型航空发动机中央传动锥齿轮在实际使用中因行波共振造成的从动轮断裂失效问题,采用仿真分析与试验验证相结合的方法,研究弧齿锥齿轮参数调节状态下的行波共振特性及其影响规律.基于有限元方法对齿轮进行模态分析,讨论辐板厚度和工作温度对齿轮行波共振特性的影响;基于H ertz接触理论对啮合齿轮进行瞬态动力学分析,重点讨论行波共振状态下负载功率、工作温度及阻尼系数对齿轮应力分布的影响.仿真与试验对比结果表明:模态计算和动力学分析的仿真结果误差均在合理范围内.在满足齿轮设计有关要求前提下,调整辐板厚度可避开共振转速或共振频率.在振动应力分布的共振参数敏感性方面:当齿轮在三四节径行波共振状态下工作时,齿根处应力值最大,辐板正面应力值最小;随着齿轮负载功率、工作温度和阻尼系数变化,从动轮辐板正面应力变化较小,辐板背面和齿根处变化较大.在该齿轮改进和优化设计中,需重点针对三四节径行波共振进行处理.