套齿联轴器不对中影响振动

套齿联轴器不对中影响振动

套齿联轴器在航空发动机中被广泛采用。套齿联轴器振动过程中，内外套齿的相对位移、装配和使用所导致的内外套齿不对中，以及传递扭矩的耦合作用会在很大程度上影响套齿的啮合情况，进而改变其连接刚度，并由此对航空发动机整机振动造成很大影响。联轴器不对中的建模方法基本上有3种：①基于联轴器的变形几何关系和受力分析推导出不对中联轴器激振力模型；②基于等效轴段法，将联轴器连接的整体系统看成是一个多跨轴盘系统，其中的联轴器用等效的轴段来模拟；③基于系统整体的拉格朗日能 量 方程，获得系统运动微分方程。。其中，等效轴段法相当于给系统变加了一个约束，而对联轴器在整体系统中的耦合作用没有充分体现；拉格朗日能 量法不适合研究复杂的自由度数目较多的多跨转子系统。而直接从分析套齿啮合力出发，研究套齿啮合刚度的变化规律及其对系统整体动力响应的影响，是较为适合的方法。有鉴于此，本文在现有研究基础上，充分考虑内外齿套间的不对中、动态相对位移以及传递的扭矩的耦合作用，动态计算出其瞬间啮合力，以充分考虑套齿联轴器在运动过程中的变刚度特征。同时，依据实际航空发动机的套齿联轴器模型，建立了含套齿联轴器的三支点转子动力学模型，研究了套齿连接刚度对系统频率响应和不对中故障振动响应的影响。

(1)针对航空发动机套齿联轴器的结构形式，推导了套齿联轴器的动态啮合力计算模型。(2)在套齿对中情况下，啮合力和啮合刚度随扭矩和动态相对位移呈非线性变化规律，但不存在交叉刚度；但在套齿不对中情况下，啮合力和啮合刚度不仅随扭矩和动态相对位移呈非线性变化规律，还存在交叉刚度。

(3)动态啮合力模型与等效刚度模型计算结果基本相同，径向刚度降低两个数量级后，对计算结果影响较大，而依据动态啮合力模型的动态啮合的变化尚不足以引起系统动力特性的变化。需要注意的是，套齿角刚度对系统振动特性影响很大，在实际设计、装配和使用时需要引起足够的重视。