Динамическая модель планетарного редуктора турбореактивных двухконтурных двигателей

Создание перспективных авиационных двигателей с редукторным приводом вентилятора требует совершенствования методов проектирования и оценки прочности зубчатых колес высоконагруженных планетарных редукторов. Разработана гибридная динамическая модель планетарного редуктора привода вентилятора газотурбинного двигателя, позволяющая оценивать динамические нагрузки в зацеплениях зубчатых колес и на опорах редуктора во всем диапазоне частот. В модели использован метод конечных элементов для получения функций кинематической погрешности, переменной жесткости зацепления и распределения изгибных и контактных напряжений в зубьях по всей фазе зацепления. Исследовано влияние податливости опор центральных колес и соотношения фаз зацеплений сателлитов на динамические напряжения в системе. На основе созданной динамической модели выработаны рекомендации по снижению динамических нагрузок в планетарных редукторах турбореактивных двухконтурных двигателей.

Литература

[1] Sheridan W.G., McCune M.E., Pescosolido A. Coupling system for a star gear train in a gas turbine engine. Patent US no. 8585539 B2. United Technologies Corporation, 2013.

[2] Григорьев В.В., Еланский А.В., Попуга А.И. Перспективные схемы авиационных двигателей с высокой топливной эффективностью. Авиационно-космическая техника и технология, 2013, № 9(106), с. 231–236. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/aktit_2013_9_39 (дата обращения 30 октября 2016).

[3] ISO 6336-6:2006/Cor 1:2007. Calculation of load capacity of spur and helical gears. Part 6: Calculation of service life under variable load. Afnor publ., 2006. 2 p.

[4] DIN 3990-2:1987-12. Calculation of load capacity cylindrical gears. Calculation of pitting resistance. 1987.

[5] ГОСТ 21354–87. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность. Москва, Изд-во стандартов, 1989. 129 c.

[6] August R., Kasuba R., Frater J.L., Pintz A. Dynamic of planetary gear trains. NASA contactor report 3793, Washington, D.C., 1984.

[7] Kahraman A., Kharazi A.A., Umrani M. A deformable body dynamic analysis of planetary gears with thin rims. Journal of Sound and Vibration, 2003, 262, pp. 752–768.

[8] Parker R.G., Vijayakar S.M., Imajo T. Non-linear dynamic response of a spur gear pair: modelling and experimental comparisons. Journal of Sound and Vibration, 2000, pp. 435–455.

[9] Айрапетов Э.Л., Генкин М.Д. Динамика планетарных механизмов. Москва, Наука, 1980. 256 с.

[10] Айрапетов Э.Л., Апархов В.И., Генкин М.Д., Косарев О.И. Возмущающие силы в зубчатом зацеплении. Повышение качества зубчатых передач конструктивными и технологическими методами. Тез. докл. всесоюзного науч.-техн. совещания, ч. 2. Баку, 1976, с. 253–256.

[11] Kahraman A., Vijayakar S. Effect of internal gear flexibility on the quasi-static behavior of a planetary gear set. Transaction of ASME, Journal of Mechanical Design, 2001, 123, pp. 408–415.

[12] Калинин Д.В., Темис Ю.М. Моделирование нелинейных колебаний цилиндрических зубчатых передач авиационных приводов. Вестник СГАУ, 2015, т. 14, № 3, ч. 1, с. 193–202.

[13] Калинин Д.В. Динамический анализ зубчатой передачи. Известия МГТУ «МАМИ», 2015, № 3(25), т. 4, с. 9.