燃气轮机是一种功率大、效率高、体积小、寿命长的新一代清洁能源动力装置。燃气轮机齿轮箱是将燃气轮机输出功率减速增扭后传递给工作机的装置,是燃气轮机机组的关键配套系统之一。阐述了燃气轮机和燃气轮机齿轮箱的国内外发展现状,分析并列举了燃气轮机齿轮箱的典型结构及各自的优缺点。综述了传动系统动力学研究、行星轮均载技术、齿轮修形技术等燃气轮机齿轮箱研制关键技术及研究现状,指出了燃气轮机齿轮箱的发展趋势及需要进一步研究的问题。

齿轮箱热功率损失及传动效率是评价齿轮传动质量好坏的重要指标之一。基于齿轮各啮合参数,推导了齿轮啮合热功率损失数学表达式。考虑油膜厚度和摩擦因数,分析了齿轮啮合滚动功率损失和滑动功率损失与两者的对应关系,得到各齿轮参数对齿轮啮合热功率损失的影响规律。结果表明,滚动功率损失与油膜厚度呈正相关关系,而滑动功率损失与摩擦因数呈正相关关系。基于各齿轮参数对齿轮啮合热功率损失的影响,提出高效率人字齿参数选取原则。

从轧辊弹性变形的角度分析了轧辊的弹性挠度、轧辊辊间压扁、工作辊与轧件间压扁对板形的影响,采用影响函数法计算了不同弯辊力、不同带宽对铜板带轧制时轧辊的弹性挠度、辊间压扁以及工作辊压扁的影响。结果表明弯辊力变化对支持辊的挠度影响不大,辊间压扁量随着弯辊力的增加而逐渐减小,弯辊力对工作辊的压扁量影响较小;铜板带宽度变化对在离轧制中心线较近处工作辊和支撑辊挠度变化都不大,随着距离轧制中心越远工作辊和支撑辊的挠度都明显增大,铜板带宽度对于辊间压扁量影响很大,铜板带宽度对工作辊压扁量影响较小。

为了设计出适用于爆炸性气体环境中的高速平行轴齿轮箱,以齿轮箱技术指标及环境要求为前提,针对产品安装环境进行区域划分、物质分类和温度组别确定等,从防爆形式分类、危险点燃源的评定等方面开展齿轮箱的危险源辨识、非电气防爆设计和电气防爆设计等,并进行了试验验证,最终取得了第三方防爆认证。认证表明:针对爆炸性气体环境中防爆齿轮箱的设计,其最佳的防燃型式更加倾向于控制点燃源型"k"与液浸型"b"。