附加阻尼环的航空齿轮强迫响应分析方法

为了避免航空齿轮振动过大导致齿轮辐板破裂,在齿轮外缘安装阻尼环是一种有效减振方法。针对工程中阻尼环设计时缺乏有效便捷的设计方法问题,基于能量法建立了航空齿轮节径型振动下阻尼环的等效参数模型。在给定模态振型下,将阻尼环的影响效果简化为依赖于齿轮振幅(振动应力)的等效阻尼、等效刚度和等效质量,实现了齿轮-阻尼环系统幅频响应快速求解。以某航空齿轮为例,分析了激励载荷、摩擦系数、转速以及结构固有阻尼对强迫响应的影响,结合许用振动应力进行了阻尼环优化设计。结果表明:阻尼环减振效果与振动应力具有强非线性,在本文给定的激励载荷及100 MPa许用振动应力下,阻尼环质量比不应大于5%,最佳摩擦系数为0.1,设计得当的阻尼环能够降低50%以上的振动应力。

航空齿轮内花键热处理精度控制技术研究

文章针对航空齿轮内花键热处理精度控制展开研究,提出新的技术方法和加工手段,保证内花键的精度能满足未来航空产品的发展需要,提高热处理内花键的加工稳定性和精度,对航空齿轮内花键产品的试制具有重大意义。

基于AMESim的航空齿轮泵流体流量脉动特性仿真分析

航空齿轮泵在工作过程中产生流量脉动,不仅影响自身的性能和寿命,还会直接影响航空液压系统的可靠性。本文采用AMESim建立了航空齿轮泵的系统模型,对比分析了航空齿轮泵流体理论流量、基频与仿真流量、基频,并研究了转速、齿数、模数和齿宽对航空齿轮泵流体流量脉动的影响。研究表明,系统仿真结果与理论解相一致,验证了航空齿轮泵系统模型的正确性;随着转速、齿数、模数和齿宽的增加,航空齿轮泵流体流量脉动幅值均呈增大的趋势,随着转速的增加流量脉动率几乎没有变化,随着齿数的增加流量脉动率呈降低的趋势,随着模数和齿宽的增加流量脉动率呈增加的趋势;同时发现航空齿轮泵流体流量脉动呈宽频多谐波特征。研究结果为抑制航空齿轮泵流体流量脉动提供了理论基础和技术支持。

航空齿轮激光冲击强化残余应力场仿真计算研究

对高强度航空齿轮齿根激光冲击强化数值仿真计算进行研究,提出激光冲击压力的数值计算方法,建立考虑激光入射角度的航空齿轮单齿的激光冲击强化有限元模型。仿真计算齿根处表层齿宽方向残余应力平均值为–603.97 MPa,与试验测得的齿轮齿根处表层齿宽方向残余应力数据平均值相差0.15%。通过仿真试验,揭示了齿轮齿根区域残余应力分布与激光脉冲能量、搭接率以及光斑半径之间的关联规律。结果表明,同深度层、齿宽方向残余压应力平均值大于齿廓方向残余压应力平均值。提高激光脉冲能量或搭接率均可提高表层残余压应力平均值,但提高激光光斑半径会降低表层残余压应力平均值;提高激光搭接率可以有效降低表层残余应力分布中的应力起伏现象,但过高的搭接率会大幅降低强化工艺效率,实际搭接率不应超过0.8。

服役工况及喷丸强化对航空齿轮钢接触疲劳性能的影响

目的针对不同服役工况和表面处理下航空齿轮钢接触疲劳性能不明确的问题,探究不同工况参数及喷丸强化对AISI 9310航空齿轮钢接触疲劳性能的影响。方法基于双圆盘滚动接触疲劳试验台,对AISI 9310航空齿轮钢圆盘滚子试件在2种接触应力、3种滑差率的服役工况,以及渗碳磨削、喷丸强化2种工艺下开展滚动接触疲劳性能研究。使用白光干涉仪、X射线衍射应力仪和显微硬度仪对喷丸强化前后的表面形貌、残余应力和显微硬度进行表征,探究喷丸处理后的表面完整性与滚动接触疲劳性能之间的规律。结果当接触应力由2.5 GPa增至3.0 GPa时,AISI 9310试件的滚动接触疲劳寿命降低了64.7%;当滑差率由10%增至20%、30%时,试件的滚动接触疲劳寿命分别下降了18.9%和42.8%,同时寿命分散性有所降低。此外,研究发现喷丸强化使试件表面残余压应力提升了104.3%,并形成了残余压应力层,表面显微硬度提升了4.8%,同时使试件的沟壑状刀痕转变为凹凸不平的弹坑,表面性状宽高比提升至0.9310,更有利于润滑油的储存,从而使得试件的滚动接触疲劳寿命提升了87.8%。结论获取了不同接触应力、滑差率和表面强化处理对AISI9310航空齿轮钢滚动接触疲劳性能的影响规律,为我国航空齿轮抗疲劳设计制造提供了评价方法和基础数据。

航空齿轮主轴式滚磨光整表面完整性试验研究

采用主轴式滚磨光整工艺对14CrMnSiNi2MoA航空圆柱直齿轮进行光整加工试验,对航空齿轮滚磨光整前后的表面形貌、残余应力、显微硬度、微观组织等进行了系统研究。结果表明,对磨削后的航空齿轮进行滚磨光整,可以显著改善齿轮表面完整性;滚磨后齿面粗糙度可以降低到0.2μm以下,齿面平均残余压应力可以提高约45%,提高了齿面硬度;滚磨前后齿面粗糙度与残余应力分布表明,主轴式滚磨齿面残余压应力增加量和粗糙度降低量呈现为从齿根往齿顶逐渐升高。试验结果为齿轮滚磨光整工艺参数制定提供了理论依据。

16Cr3NiWMoVNbE航空齿轮弹振珩磨光整表面完整性试验研究

采用弹振珩磨光整工艺对16Cr3NiWMoVNbE渗碳航空直齿轮进行光整加工,研究了不同珩磨周期和未光整齿轮的齿廓几何特征、齿面形貌、横截面微观组织与显微硬度、残余应力等表面完整性特征参数。结果表明,与未光整齿轮相比,弹振珩磨能改善齿廓倒棱圆滑度,降低表面粗糙度并提高表面残余压应力;其指标改善程度随珩磨周期延长而增大。在2倍珩磨周期条件下,实现了齿顶倒棱圆弧过渡,获得了表面短且交叉的细网状条纹,面粗糙度从0.47μm降到0.20μm,齿面平均残余压应力提高了52%。试验研究为弹振珩磨光整工艺在难加工航空齿轮中的应用提供了参考。

喷油嘴喷射角度对航空齿轮冷却效果的影响

通过对对流换热的影响因素及高速传动齿轮喷油冷却机制的分析,从理论探讨高速重载航空齿轮喷油润滑系统喷油嘴喷射角度改变对冷却效果的影响;在搭建的试验台上,通过不同喷射角度下的冷却试验,研究喷射角度改变对高速传动齿轮冷却效果的影响规律。研究发现:喷射角度越小,齿面冷却效果越好,在允许的情况下,减小喷油嘴喷射角度能够得到更好地冷却效果。该研究结果对高速重载航空齿轮润滑系统设计具有一定的指导作用。

航空齿轮表面硬化层断裂性能研究

按照航空齿轮的具体工艺过程 ,对材料 1 2 Cr2 Ni4A的拉伸试样和断裂试样进行设计和加工 ,通过三点弯曲实验 ,重点研究了齿轮材料硬化层的硬度分布、硬化试样拉伸力学性能参数和断裂性能参数。实验结果表明 ,所采用试样的加工工艺方案是可行的 ,所获得的 KC基本反映我国航空硬化齿轮材料的断裂性能特征 。

航空齿轮传动的可靠性优化设计

将可靠性设计和优化设计结合起来 ,对航空齿轮传动进行可靠性优化设计 ,以得到最佳的设计方案 .在求优化解的过程中 ,运用 MDCP法 ,得到离散的优化解 .

航空齿轮接触疲劳裂纹萌生寿命预测方法的研究

利用安定理论和有限元法 ,分析轮齿在循环接触载荷作用下接触表面层的应力应变特征 ,即弹性安定和塑性安定 ,并针对此特征 ,探讨轮齿接触疲劳裂纹萌生寿命的预测方法。研究表明 :Dang Van准则和 Coffin- Manson关系可以分别作为弹性安定和塑性安定特征下的疲劳寿命预测模型。

航空齿轮复合应力的计算机模拟

在对弧齿锥齿轮啮合分析及发动机附件传动系统动态分析的基础上，确定一对啮合齿轮间所承受的动载荷、相应的轮齿弯曲动应力及行波共振应力后，首次提出了一种新的齿轮动弯曲应力与行波共振应力复合分析的方法，使齿轮应力分析更加符合真实情况。

航空齿轮齿面失效分析

对航空用 16NCD13钢渗碳淬火齿轮进行了化学成分、金相组织分析 ,对该材料齿轮进行了齿面接触疲劳实验 ,通过电子显微镜观察齿面失效形貌 ,并分析失效形成的原因和发展规律。

航空齿轮振动的重要性测度分析

针对参数不确定性对航空齿轮振动优化的影响,以及参数维数较多时优化计算的复杂性,引入了基于方差的重要性测度指标。首先,应用ANSYS软件的APDL命令流建立了齿轮的参数化模型。然后,将命令流导入MATLAB调用ANSYS进行计算,求解了齿轮参数变量对低阶振动频率的重要性测度指标,求解时采用高效的SDP方法。同时,验证了变异系数的选取对参数变量的重要性测度排序基本无影响。研究显示,将重要性测度指标引入齿轮振动分析中具有可行性,这样不仅为进一步的优化工作打下了基础,也为重要性测度指标在齿轮其他研究领域的推广应用奠定了基础。

航空齿轮附加阻尼碗减振性能分析

航空齿轮轮体振动是航空齿轮结构失效的一个重要原因,利用附加阻尼碗提供外摩擦抑制轮体振动是一项有意义的尝试。利用等效线性化方法,将干摩擦作用转化为对系统特性参数的修正,通过在接触面间添加等效弹簧单元和等效阻尼单元建立附加阻尼碗组合结构等效分析模型;利用APDL编程实现动载荷在弧齿锥齿轮节锥上循环加载,应用ANSYS软件求解了组合结构等效模型的动态响应,得到了阻尼碗对结构动态响应的影响。

航空齿轮传动系统的动力修改研究

研究了 1 2个自由度的双级齿轮传动系统的动态特性 ,阐述了基于非线性摄动理论的设计灵敏度分析方法 ,提出了一种改善齿轮传动系统动态特性的动力修改方法 ,为航空齿轮传动系统的动态设计提供了一种行之有效的分析方法。

航空齿轮热处理工艺优化试验研究

航空齿轮是发动机中重要的传动元件,它的质量和性能严重影响发动机的使用寿命。齿轮性能是由材料的热处理和机械加工共同决定的,齿轮热处理是一项复杂的金相组织不断发生变化的过程,热处理的淬火温度、回火次数等对齿轮性能有着至关重要的影响,故以12Cr2Ni4A材料的航空齿轮为研究对象,基于deform有限元软件分析热处理参数对航空齿轮性能的影响规律,优化航空齿轮的热处理工艺,最后基于理论分析进行热处理试验,得到在满足使用要求的条件下,当淬火温度为800℃、回火2次时齿轮材料的各项性能达到最佳,验证了热处理分析的正确性,优化了齿面残余应力分布与微观组织分布,降低了磨削裂纹的发生几率。

918航空齿轮油在直升机上的试飞试用效果

试飞试用试验表明,918航空齿轮油可以满足某型直升机传动系统的润滑要求。

基于MASTA的航空齿轮成形磨削工艺的模拟

利用MASTA齿轮制造模块对某航空飞机齿轮进行成形磨削工艺的仿真,仿真结果表明:齿轮磨削能获得高的加工精度和小的表面粗糙度值,经过磨削工艺后齿轮齿形误差大约在5 μm,齿轮齿向误差大约在12 μm,整体误差很小,精度等级高。

航空齿轮的CAD研究

本文对４种常用渐开线航空齿轮：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮的计算机辅助设计进行了研究。文中概述了总体设计思想和各主要部分的设计方法，对软件设计中的一些问题进行了简要的介绍，并给出了程序设计流程图。