燃氣渦機中減速器的設(shè)計與加工工藝-wenkub
2022-09-08 08:45:04 本頁面
【正文】 作飛機和直升機的動力裝置 [1]。 燃氣渦輪發(fā)動機工作原理： 在燃氣渦輪發(fā)動機中，由壓氣機、燃燒室和驅(qū)動壓氣機的燃氣渦輪組成發(fā)動機的核心機。 圖 燃氣渦輪發(fā)動機 按照核心機出口燃氣的可用能量的利用方式不同，燃氣渦輪發(fā)動機分為：渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機、 渦輪螺旋槳發(fā)動機 和 渦輪軸發(fā)動機 [2]。 渦輪螺旋槳發(fā)動機 ： 靠動力渦輪把核心機出口燃氣中大部分可用能量轉(zhuǎn)變?yōu)檩S功率用以驅(qū)動空氣螺旋槳，由于螺旋槳轉(zhuǎn)速較低，動力渦輪軸與螺旋槳軸之間設(shè)有 減速器 。輸出軸伸出的位置比較靈活，可以從前面伸出，也 可以向后或向兩側(cè)伸出。 通過畢業(yè)設(shè)計，更一步加強了自學(xué)能力，實踐能力，為以后進入社會、參加工作奠定堅實的基礎(chǔ)。行星輪材料選為 16Cr3NiWMoVNbE，表面滲碳淬火處理，表面硬度 60～ 65HRC。 圖 齒輪的接觸疲勞強度 注：圖中 ME是齒輪材料品質(zhì)和熱處理質(zhì)量很高時的疲勞強度極限取值線 MQ是齒輪材料品質(zhì)和熱處理質(zhì)量達到中等要求時的疲勞強度極限取值線 ML是齒輪材料品質(zhì)和熱處理質(zhì)量達到最低要求時的疲勞強度極限取值線 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 圖 滲碳淬火鋼和表面硬化鋼的 Flim? 齒輪材料介紹 由于 12Cr2Ni4A是常用航空齒輪材料，所以材料性能在這里就不進行介紹，下面對新型齒輪材料 16Cr3NiWMoVNbE的性能 進行介紹： 16Cr3NiWMoVNbE ( E－特級優(yōu)質(zhì) )鋼是仿前蘇聯(lián) 16X3HBMΦ B(ДИ 39,BKC)鋼研制出的一種合金化程度較高的結(jié)構(gòu)鋼，屬熱強鋼系。具體化學(xué)成分見表 。另外，表中對 S、 P含量控制較低。由圖 ，在 1200℃時，16Cr3NiWMoVNbE鋼的晶粒仍然很細 (6級 )，晶粒長大傾向明顯低于 12Cr2Ni4A鋼。 圖 淬透性曲線 ③力學(xué)性能 A 不同溫度下的拉伸性能 表 16Cr3NiWMoVNbE鋼拉伸性能 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 從表 中的數(shù)據(jù)可見，即使在 350℃高溫下， 16Cr3NiWMoVNbE 鋼的性能也 能滿足技術(shù)條件要求。 表 16Cr3NiWMoVNbE鋼的彎曲疲勞性能 D 扭轉(zhuǎn)剪切性能 16Cr3NiWMoVNbE鋼的扭轉(zhuǎn)剪切性能見表 。齒 輪傳動的設(shè)計包括傳動方案的設(shè)計（傳動方式、布置方式、傳動比等）和承載能力設(shè)計（主要為強度設(shè)計）兩方面的內(nèi)容 [15]。 最常見的兩種計算為齒面接觸疲勞強度計算和齒根彎曲疲勞強度計算 [13]。行星齒輪與帶內(nèi)齒的第一級固定齒圈嚙合，固定齒圈外圓 周加工有直齒，此齒卡在相應(yīng)的 齒槽內(nèi)，這樣，固定齒圈不會轉(zhuǎn) 動，但可以在軸向有少許移動以形成測量扭矩的機構(gòu)。第二級減速級與槳軸均安裝在前機匣內(nèi)，前后機匣用安裝邊連接。因此傳動比的選用要多加考慮，即在給定傳動比時要進行認真分析、合理設(shè)計 [11]。 一般來說傳動比ｉ ≥ ４時，可在行星輪軸孔中放置滾動軸承，傳動比再大一些軸承的選擇更具有靈活性。 表 二級減速器的傳動比搭配 齒輪設(shè)計計算 （ 1）載荷不均衡系數(shù) pK 低速級取 HpK ＝ FpK ＝ ；高速級 HpK ＝ FpK ＝ （ 2）配齒計算 根據(jù)經(jīng)驗和設(shè)備能力， 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 ①高速級：取 m/a≈ , z∑ ＝ 2a/m （ 2－ 1） =2/＝ 67 則太陽輪齒數(shù) wz ＝ 2z∑ /i1 ＝ 27 （ 2－ 2） 計算行星輪齒數(shù) gz 內(nèi)齒圈齒數(shù) nz ＝ wz （ i1－ 1）＝ 108 （ 2－ 3） 行星齒輪齒數(shù) gz ＝ （ Nz － wz ）＝ （ 120－ 30）＝ 45 （ 2－ 4） 取 z∑ ＝ 72， wz ＝ 27， gz ＝ 45， nz ＝ 117 則第一級減速比為 31 13 111HH zii z? ? ? ?＝ 1＋ 117/27≈ （ 2－ 5） ②低速級：取 m/a≈ ，則 z∑ ＝ 2a/m=2/=69 則太陽輪齒數(shù) wz ＝ 2z∑ /i2=46 內(nèi)齒圈齒數(shù) nz ＝ wz （ i2－ 1）＝ 92 行星齒輪齒數(shù) gz ＝ （ Nz － wz ）＝ （ 92－ 46）＝ 23 取 z∑ ＝ 65， wz ＝ 46， gz ＝ 19， nz ＝ 84 則第二級減速比為 64 46 411HH zii z? ? ? ?＝ 1＋ 84/46≈ 所以總減速比為 i ＝ 14HHii ＝ ≈ （ 2－ 6） 與 i0相差 ，滿足要求，所以 將 第一級減速比 定為 為 ，第二級為 。并且其表面硬度不低于 HRC60,心部的硬度為 HRC31~41，而且嚴格規(guī)定了表面層的含碳量、組織第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 均勻性、 晶 粒度、化學(xué)熱處理深度、機械性能以及它的各向同性的要求。 變形大： 航空齒輪要求重量輕、故其給構(gòu)很薄，并有半數(shù)以上的齒輪采用滲碳、淬火的熱處理工藝，故其變形為主要矛盾。 （ 3）減速器齒輪傳動精度：對于齒輪傳動，由于工作中齒變形，理想的運動規(guī)律會遭受破壞，工作將會不平穩(wěn)，發(fā)生有害的齒緣沖擊與接觸，工作中就表現(xiàn)出不那么精確了 [9]。近年來，由于刀具材料和切
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