套齒聯(lián)軸器不對(duì)中影響振動(dòng)

套齒聯(lián)軸器在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中被廣泛采用。套齒聯(lián)軸器振動(dòng)過(guò)程中，內(nèi)外套齒的相對(duì)位移、裝配和使用所導(dǎo)致的內(nèi)外套齒不對(duì)中，以及傳遞扭矩的耦合作用會(huì)在很大程度上影響套齒的嚙合情況，進(jìn)而改變其連接剛度，并由此對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)造成很大影響。聯(lián)軸器不對(duì)中的建模方法基本上有3種：①基于聯(lián)軸器的變形幾何關(guān)系和受力分析推導(dǎo)出不對(duì)中聯(lián)軸器激振力模型；②基于等效軸段法，將聯(lián)軸器連接的整體系統(tǒng)看成是一個(gè)多跨軸盤(pán)系統(tǒng)，其中的聯(lián)軸器用等效的軸段來(lái)模擬；③基于系統(tǒng)整體的拉格朗日能 量 方程，獲得系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程。。其中，等效軸段法相當(dāng)于給系統(tǒng)變加了一個(gè)約束，而對(duì)聯(lián)軸器在整體系統(tǒng)中的耦合作用沒(méi)有充分體現(xiàn)；拉格朗日能 量法不適合研究復(fù)雜的自由度數(shù)目較多的多跨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。而直接從分析套齒嚙合力出發(fā)，研究套齒嚙合剛度的變化規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)整體動(dòng)力響應(yīng)的影響，是較為適合的方法。有鑒于此，本文在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，充分考慮內(nèi)外齒套間的不對(duì)中、動(dòng)態(tài)相對(duì)位移以及傳遞的扭矩的耦合作用，動(dòng)態(tài)計(jì)算出其瞬間嚙合力，以充分考慮套齒聯(lián)軸器在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的變剛度特征。同時(shí)，依據(jù)實(shí)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)的套齒聯(lián)軸器模型，建立了含套齒聯(lián)軸器的三支點(diǎn)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型，研究了套齒連接剛度對(duì)系統(tǒng)頻率響應(yīng)和不對(duì)中故障振動(dòng)響應(yīng)的影響。

(1)針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)套齒聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)形式，推導(dǎo)了套齒聯(lián)軸器的動(dòng)態(tài)嚙合力計(jì)算模型。(2)在套齒對(duì)中情況下，嚙合力和嚙合剛度隨扭矩和動(dòng)態(tài)相對(duì)位移呈非線性變化規(guī)律，但不存在交叉剛度；但在套齒不對(duì)中情況下，嚙合力和嚙合剛度不僅隨扭矩和動(dòng)態(tài)相對(duì)位移呈非線性變化規(guī)律，還存在交叉剛度。

(3)動(dòng)態(tài)嚙合力模型與等效剛度模型計(jì)算結(jié)果基本相同，徑向剛度降低兩個(gè)數(shù)量級(jí)后，對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大，而依據(jù)動(dòng)態(tài)嚙合力模型的動(dòng)態(tài)嚙合的變化尚不足以引起系統(tǒng)動(dòng)力特性的變化。需要注意的是，套齒角剛度對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)特性影響很大，在實(shí)際設(shè)計(jì)、裝配和使用時(shí)需要引起足夠的重視。