为支撑我国齿轮传动涡扇发动机研制,针对五路分流人字齿星型风扇驱动齿轮箱,对影响均载系数的各项加工及装配误差进行分析并建立了星型齿轮传动系统静态均载系数计算模型。计算并分析了某星型齿轮传动系统试验件静态均载系数,得到了各项加工及装配误差的敏感度分析结果,提出了通过调整行星轮偏心相位进而降低静态均载系数的方法,并以某星型齿轮传动系统试验件为例,对装配过程中如何进行行星轮偏心相位同步进行了说明。

为提高分扭传动系统的均载性能和传动稳定性,针对某单输入双输出齿轮分扭传动系统,基于对称、同步变化和随动思想,建立了齿轮分扭传动系统的3种联动中心距误差计算模型,推导了该误差在啮合线上的投影计算公式,研究了基于3种联动中心距误差分配对系统均载和动载荷系数的影响。结果表明,中心距误差对均载系数和动载系数的影响较小;3种不同计算模型下的偏转角对系统均载系数和动载系数影响较大,尤其是同步变化和随动变化模式。从计算结果来看,采用对称变化的误差分布模型,误差有较大的选择分布空间,可采用该种误差分布模式获得圆柱齿轮分扭传动系统的良好动态性能。

为进一步掌握误差与分扭传动系统均载性能间的关系,针对单输入双输出齿轮分扭传动系统,建立了静力学模型和方程,研究了误差间交互作用对系统静力学均载系数的影响,并开展了基于交互作用的正交试验参数匹配分析。结果表明,部分齿侧间隙间存在交互作用;任意两中心距误差间均存在交互作用;通过基于交互作用的参数匹配分析,可获得有助于改善系统均载性能的误差最优组合方式。

建立了NCW型行星齿轮机构的计算模型,并通过对该机构均载机理的分析,提出了当量啮合误差和等效啮合刚度的概念,给出了均载系数的计算公式及计算方法。

以3. XMW风力发电齿轮箱的第一级柔性销轴行星齿轮传动为研究对象,建立了考虑齿轮啮合、轴承支撑、螺栓预紧的有限元模型。分析了在额定工况下行星轮系的应力和位移,计算了弹性销套和限位块之间的间隙变化及销轴的最大位移。计算结果表明,在额定工况下,弹性销套和限位块之间的间隙减小了0. 285 mm,没有发生接触,销轴末端最大位移约为0. 24 mm。根据齿圈根部的应力分布计算了该轮系在额定工况下的均载系数(k_γ)和齿向载荷分布系数(K_(Fβ)),并对该3. XMW风电齿轮箱进行了均载测试。对比结果表明,根据有限元方法计算的均载系数与实际情况相符合,且该柔性销轴结构具有很好的均载性能。