Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Анализ шлицевого соединения авиационного ГТД методом конечных элементов с учетом нагрузок и влияния перекоса

Опубликовано: 27.11.2023

Авторы: Николаев И.В., Леонтьев М.К., Попов В.В., Низаметдинов Ф.Р.

Опубликовано в выпуске: #11(143)/2023

DOI: 10.18698/2308-6033-2023-11-2315

Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

В конструкциях авиационных ГТД получили широкое распространение эвольвентные шлицевые соединения, что обусловливает определенные требования по учету разных факторов, оказывающих влияние на характеристики подобных соединений в процессе расчетов и анализа. Проводя анализ эвольвентного шлицевого соединения в составе роторной системы ГТД, необходимо учитывать такие явления, как радиальный и угловой перекосы, а также зазоры по боковым поверхностям шлицев, поскольку они могут приводить к различным нежелательным эффектам, например, к изменению силы зацепления, моментной и радиальной жесткостей, к росту амплитуд вибраций. Это, в свою очередь, может оказывать значительное влияние на динамическое поведение системы, частью которой является шлицевое соединение. В работе проанализировано эвольвентное шлицевое соединение с зазором по боковым поверхностям, отмечена необходимость учета зазора при действии различных нагрузок. Проведены также исследования работы шлицев при возникновении перекоса.


Литература
[1] Cura F., Mura A., Gravina M. Load distribution in spline coupling teeth with parallel offset misalignment. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 2012, vol. 227, pp. 2195–2205. DOI: 10.1177/0954406212471916
[2] Yunbo Hu1, Huibin Wang, Yuanqiang Tan, Likuan Jiang, Shengqiang Jiang. Study on the meshing force of misaligned gear coupling. In: International Forum on Mechanical, Control and Automation (IFMCA 2016), vol. 113, pp. 452–458.
[3] Jinyi Bai, Wenjing Wang, Pingyu Zhou, Yuguang Wang. Dynamic simulation analysis on axle spline of high-speed train gauge-change system. Shock and Vibration, 2021 (4), pp. 1–19. DOI: 10.1155/2021/8866405
[4] Cura F., Mura A. Analysis of a load application point in spline coupling teeth. Journal of Zhejiang University-SCIENCE A, 2014, vol. 15 (4), pp. 302–308.
[5] Jianping Jing, Teng Gao, Changmin Chen. The study on spline coupling dynamic coefficients and its impact on rotor stability. ICSV23, 2016, pp. 3390–3398.
[6] Zezeng Dai, Jianping Jin, Changmin Chen, Jiqing Cong. Extensive experimental study on the stability of rotor system with spline coupling. ASME Turbo Expo, 2018, 11 p.
[7] Cuffaro V., Cura F., Mura A. Analysis of the pressure distribution in spline couplings. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 2012, vol., 226, pp. 2852–2859. DOI: 10.1177/0954406212440670.
[8] Хронин Д.В. Теория и расчет колебаний в двигателях летательных аппаратов. Москва, Машиностроение, 1950, 359 с.
[9] Xiangzhen Xue, Qixin Huo, Jian Liu, Jipeng Jia. Nonlinear dynamic load analysis of aviation spline coupling with mass eccentricity and misalignment. Advances in Mechanical Engineering, 2021, vol. 13 (2), 19 p.
[10] Xiangzhen Xue, Qixin Huo, Jian Liu. Nonlinear vibration characteristic of the involute spline coupling in aeroengine with the parallel misalignment. International Journal of Aerospace Engineering, vol. 2021, 19 p.
[11] Gupta T.C., Gupta K. Modeling of flexible coupling to connect misalignment flexible rotors supported on ball bearing. Proceedings of ASME Turbo Expo 2014, 2014, 14 p.
[12] Xiangang Su, Hong Lu, Xinbao Zhang, Wei Fan, Yongquan Zhang. Analysis of dynamic characteristic for misalignment-spline gear shaft based on whole transfer matrix method. Journal of Vibroengineering, May 2018, vol. 20, issue 3, pp. 1392–1408.
[13] ОСТ 1-00086–73. Соединения зубчатые (шлицевые) эвольвентные. 32 c.
[14] Cura F., Mura A. Experimental and theoretical investigation about reaction moments in misaligned splined couplings. Mechanical Systems and Signal Processing, 2014, vol. 45, 504–512 p.
[15] Luciano D.I. Analisi F.E.M. Su accoppiamenti scanalati: Tilting Moment e Friction Moment. Politecnico di Torino, 2020, 106p.