为提高航空发动机齿轮箱壳体的结构性能,减小发动机恶劣工况对壳体产生的不利影响,采用基于变密度法的拓扑优化理论,以最小柔度指数和加权平均模态特征值为目标函数,考虑壳体所处环境的热、弹、流等耦合影响,以最大变形不超过0.15 mm、等效应力不大于材料屈服应力为约束条件,对航空发动机齿轮箱壳体进行了拓扑优化设计;根据拓扑优化结果,对壳体结构进行了几何重构,并对优化前、后壳体结构的强度、刚度、质量进行了对比分析。结果表明,优化后的壳体质量由5.53 kg下降到5.107 kg,减重7.64%;壳体最大变形由0.1731 mm下降到0.127 mm,变形减小26.6%;壳体最大等效应力由124 MPa下降到116.9 MPa,等效应力减小5.7%。在减小壳体质量的同时,有效地降低了壳体的最大变形和等效应力,显著提升了壳体的强度和刚度。对提高航空发动机齿轮箱传动壳体可靠性和寿命具有...

为系统性解决传统齿轮传动在航空发动机大功率提取传动系统中应用产生的承载能力不足、质量超限、稳定性较低等问题,设计了基于面齿轮传动的航空发动机中央传动,并进行LTCA分析,得到接触区面积比和应力等计算结果。研究结果表明,基于面齿轮传动的中央传动具有承载能力高、质量轻、运转平稳性好等优点,面齿轮传动可以为现有航空发动机传动系统提供一条可行的新型传动设计路线。

为正确评估不同标准中的齿轮强度计算结果,分析和比较了我国航空工业标准(HB)与国际标准化组织标准(ISO)计算锥齿轮齿面接触疲劳承载能力的差异。通过计算方法比较和实例计算对比两种途径,找出了两种标准计算公式的差异、修正系数种类、取值上的差异及其对计算结果的影响。研究结果表明,ISO标准比HB标准考虑的影响因素更多、范围更广,特别是在动载系数计算上存在较大差异,使得ISO标准计算接触应力基本值更小、计算接触应力相当、许用接触应力更大。