燃气涡机中减速器的设计与加工工艺(编辑修改稿)

燃气涡机中减速器的设计与加工工艺(编辑修改稿)内容摘要：

劳强度计算 [13]。 传动比分配 减速器的总传动比为 15，为了提高发动机工作的平稳性，采用两级 NGW型行星减速器 [10]。 传动方案如下图 图 减速器传动简图 1－一级太阳轮； 2－一级行星轮； 3－一级固定齿圈 4－二级太阳轮； 5－二级行星轮； 6－二级固定齿圈 7－螺旋桨轴 传动方案：第一级行星齿轮减速级安装在后机匣内。 动力涡轮是不与压气机转子连接的自由涡轮，自由涡轮通过中心主动齿轮带动三个第一级行星齿轮。 行星齿轮与带内齿的第一级固定齿圈啮合，固定齿圈外圆 周加工有直齿，此齿卡在相应的 齿槽内，这样，固定齿圈不会转 动，但可以在轴向有少许移动以形成测量扭矩的机构。 通过第一级行星齿轮的行星架带动第二级减速级的中心主动齿轮。 第二级行星齿轮共五个，它们均用滑动轴承 直接支撑在销轴上 [12]。 行星齿轮与第二级固定齿圈啮合，固定齿圈借外圆周的齿槽安装在前机匣内。 第二级减速级与桨轴均安装在前机匣内，前后机匣用安装边连接。 减速器传动比分配： 行星传动的传动比许用范围受结构及强度两方面的制约。 在结构方面，第Ⅱ页 共Ⅱ页 最大传动比受行星轮邻接条件的限制，即与行星轮的个数 pn 有关；最小传动比受行星轮最小 直径的限制。 在强度方面，过大的传动比将损失太多的承载能力，例如在箱体的基本外形轮廓不变时，传动比为 的单级行星减速器只有传动比为 时传递功率（或输出工作转矩）能力的不到 40%，其经济性远不及采用两级传动。 因此传动比的选用要多加考虑，即在给定传动比时要进行认真分析、合理设计 [11]。 对传动比较大，需要采用两级或多级减速传动的情况，合理分配传动比的原则是： ① 尽可能获得比较小的外形，或在外形尺寸相对固定的情况下获得较大的强度安全 余度； ② 各部分强度设计比较均衡，便于采用润滑 等必要措施。 ③ 对结构布局较为有利的传动比 ： 从有关零部件的结构设计上来讲，受传动比影响的主要是行星轮的旋转支承即行星轮轴承。 一般希望将轴承设置在行星轮轴孔中，因此行星轮采用滚动轴承时，行星轮的直径尽可能不要太小，即传动比不要过小。 一般来说传动比ｉ ≥ ４时，可在行星轮轴孔中放置滚动轴承，传动比再大一些轴承的选择更具有灵活性。 传动比也不宜过大，传动比太大以后不仅造成承载能力方面的损失，也会使太阳轮的直径小于高速轴直径太多，产生 其它 的不妥之处。 在多级传动中，低速级的传动比常取 3～ （总传动比较大，取大值；反之取较小值）；中间级的传动比范围一般为 5～ ；高速级的传动比范围较大为 ～ 9左右。 所以按照以上原则并结合下表，初选高速级传动比为 5，则低速级为 3。 表 二级减速器的传动比搭配 齿轮设计计算 （ 1）载荷不均衡系数 pK 低速级取 HpK ＝ FpK ＝ ；高速级 HpK ＝ FpK ＝ （ 2）配齿计算 根据经验和设备能力， 第Ⅱ页 共Ⅱ页 ①高速级：取 m/a≈ , z∑ ＝ 2a/m （ 2－ 1） =2/＝ 67 则太阳轮齿数 wz ＝ 2z∑ /i1 ＝ 27 （ 2－ 2） 计算行星轮齿数 gz 内齿圈齿数 nz ＝ wz （ i1－ 1）＝ 108 （ 2－ 3） 行星齿轮齿数 gz ＝ （ Nz － wz ）＝ （ 120－ 30）＝ 45 （ 2－ 4） 取 z∑ ＝ 72， wz ＝ 27， gz ＝ 45， nz ＝ 117 则第一级减速比为 31 13 111HH zii z   ＝ 1＋ 117/27≈ （ 2－ 5） ②低速级：取 m/a≈ ，则 z∑ ＝ 2a/m=2/=69 则太阳轮齿数 wz ＝ 2z∑ /i2=46 内齿圈齿数 nz ＝ wz （ i2－ 1）＝ 92 行星齿轮齿数 gz ＝ （ Nz － wz ）＝ （ 92－ 46）＝ 23 取 z∑ ＝ 65， wz ＝ 46， gz ＝ 19， nz ＝ 84 则第二级减速比为 64 46 411HH zii z   ＝ 1＋ 84/46≈ 所以总减速比为 i ＝ 14HHii ＝ ≈ （ 2－ 6） 与 i0相差 ，满足要求，所以 将 第一级减速比 定为 为 ，第二级为。 3 减速器主要构件的制造工艺 航空减速 器主要 由齿轮、齿轮架、轴、轴承和机匣等零、 部 件组成。 本设计主要研究第一级太阳轮、第一级内齿轮、和第一级行星架的制造工艺。 减速器主要构件在制造工艺上的特点： （ 1）航空减速器 主要构件 的选材与热处理：减速器齿轮常采用电渣或真空重熔的高合金 钢制造，同时对航空齿轮需要进行复杂的化学热处理加工（渗碳、淬火、冷处理、回火等）。 并且其表面硬度不低于 HRC60,心部的硬度为 HRC31~41，而且严格规定了表面层的含碳量、组织第Ⅱ页 共Ⅱ页 均匀性、 晶 粒度、化学热处理深度、机械性能以及它的各向同性的要求。 此外对残余压应力的大小及其 分布特点尤需做出评定。 （ 2）航空齿轮有别于一般机械传动的齿轮，其主要区别有以下几方面： 精度高：航空齿轮用于高速、重载，故精度要求高，一般为 6 级、少数 5级；粗糙度一般为 Ra1． 25～ 、少数 Ra ～ 0． 1。 因此，几。