针对航空发动机传动系统齿轮辐板断裂现象,进行了原因分析;通过断口检查、强度计算、振动特性分析、应力测试等,确定齿轮辐板断裂的性质为节径共振引起的高周疲劳。基于分析结果,以降低振动应力、提高强度储备为目标,对齿轮结构进行了改进优化设计,并对优化后的结构进行了试验验证。结果表明,齿轮结构优化后,振动应力值大幅降低,齿轮结构强度储备与工作可靠性明显提升。

自锁螺母广泛应用于机械系统领域,但由于现有技术储备及生产能力不足,产品结构规格较小,对于大尺寸规格的产品尚无成功应用范例。航空发动机传动系统齿轮轴由于尺寸规格较大,通常采用压紧螺母与杯形锁圈相结合的轴端锁紧结构形式,但应用过程中多次出现锁紧失效现象。为此,以某型发动机传动系统齿轮轴为研究对象,在国内首次提出一种大规格的非金属嵌件自锁螺母锁紧结构,并通过结构设计、计算分析与试验验证,证明了该结构应用的可行性。结果表明提出的大规格非金属嵌件自锁螺母锁紧结构满足发动机使用需求,避免螺母与锁圈相结合锁紧结构在工作过程中带来的安全隐患,提高了发动机传动系统工作的可靠性。