套齒聯軸器不對中影響振動
套齒聯軸器不對中影響振動
套齒聯軸器在航空發動機中被廣泛采用。套齒聯軸器振動過程中，內外套齒的相對位移、裝配和使用所導致的內外套齒不對中，以及傳遞扭矩的耦合作用會在很大程度上影響套齒的嚙合情況，進而改變其連接剛度，并由此對航空發動機整機振動造成很大影響。聯軸器不對中的建模方法基本上有3種：①基于聯軸器的變形幾何關系和受力分析推導出不對中聯軸器激振力模型；②基于等效軸段法，將聯軸器連接的整體系統看成是一個多跨軸盤系統，其中的聯軸器用等效的軸段來模擬；③基于系統整體的拉格朗日能 量 方程，獲得系統運動微分方程。。其中，等效軸段法相當于給系統變加了一個約束，而對聯軸器在整體系統中的耦合作用沒有充分體現；拉格朗日能 量法不適合研究復雜的自由度數目較多的多跨轉子系統。而直接從分析套齒嚙合力出發，研究套齒嚙合剛度的變化規律及其對系統整體動力響應的影響，是較為適合的方法。有鑒于此，本文在現有研究基礎上，充分考慮內外齒套間的不對中、動態相對位移以及傳遞的扭矩的耦合作用，動態計算出其瞬間嚙合力，以充分考慮套齒聯軸器在運動過程中的變剛度特征。同時，依據實際航空發動機的套齒聯軸器模型，建立了含套齒聯軸器的三支點轉子動力學模型，研究了套齒連接剛度對系統頻率響應和不對中故障振動響應的影響。
(1)針對航空發動機套齒聯軸器的結構形式，推導了套齒聯軸器的動態嚙合力計算模型。(2)在套齒對中情況下，嚙合力和嚙合剛度隨扭矩和動態相對位移呈非線性變化規律，但不存在交叉剛度；但在套齒不對中情況下，嚙合力和嚙合剛度不僅隨扭矩和動態相對位移呈非線性變化規律，還存在交叉剛度。
(3)動態嚙合力模型與等效剛度模型計算結果基本相同，徑向剛度降低兩個數量級后，對計算結果影響較大，而依據動態嚙合力模型得到的動態嚙合的變化尚不足以引起系統動力特性的變化。需要注意的是，套齒角剛度對系統振動特性影響很大，在實際設計、裝配和使用時需要引起足夠的重視。
