一种航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型及设计方法

本发明涉及齿轮传动，特别涉及一种航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型及设计方法。

背景技术：

1、锥齿轮对转传动系统(bevel gear rotating transmission system)是一种锥齿轮副相啮合的传动系统，其主要运用于航空领域，实现减速分扭的功能，具有承载能力强、结构紧凑、布置灵活和传动精度高等优点。

2、现有的锥齿轮对转传动系统的支撑结构采用寿命计算和强度校核的方法设计，没有考虑传动系统动力学响应的影响，在使用时会出现传动系统振动过大的问题。影响设备使用寿命。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型及设计方法，考虑传动系统振动情况下进行支承设计，减小传动系统的动力学响应。

2、根据本发明第一方面实施例的一种航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法包括：建立传动系统仿真模型；计算额定载荷下齿轮轴上各点的位移，根据齿轮轴上各点的位移进行轴承选型；验证选用的轴承的承载是否合理；如果轴承的承载不合理，重新选择轴承或者改变轴承安装位置，然后再验证重新选择的轴承承载是否合理。

3、根据本发明实施例的一种航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，至少具有如下有益效果：考虑传动系统振动情况下进行支承设计，以此在满足传动系统性能的前提下，减小传动系统的动力学响应，降低了传动系统的故障水平，提高了传动系统稳定性，增加了传动系统使用寿命并减少了维护成本，更适合于航空领域的应用。

4、根据本发明的一些实施例，所述验证选用的轴承的承载是否合理包括：计算轴承各个方向的法向负载，判断各个方向的法向负载是否分布均匀。

5、根据本发明的一些实施例，所述验证选用的轴承的承载是否合理包括：计算轴承各个方向的滚子接触斑点，判断最大应力接触区是否远离滚道中心区域以及是否存在边缘接触问题。

6、根据本发明的一些实施例，所述改变轴承安装位置包括：向远离齿轮轴上径向位移最大点的方向移动轴承。

7、根据本发明的一些实施例，所述重新选择轴承包括：当轴承法向负载不均匀时重新选择径向承载能力强的轴承类型，当最大应力接触区远离滚道中心区域或者存在边缘接触问题时重新选择轴向承载能力强的轴承类型。

8、根据本发明的一些实施例，所述根据齿轮轴上各点的位移进行轴承选型包括：如果靠近齿轮一端的齿轮轴的径向位移较大，则在齿轮轴径向位移较大的节点处添加主要承载径向载荷的轴承。

9、根据本发明的一些实施例，所述根据齿轮轴上各点的位移进行轴承选型包括：如果靠近齿轮一端的齿轮轴的径向位移较小，则在齿轮轴径向位移较大的节点处添加主要承载轴向载荷的轴承。

10、根据本发明的一些实施例，所述根据齿轮轴上各点的位移进行轴承选型包括：如果齿轮轴的轴向位移较大，在齿轮轴径向位移较小的节点处添加主要承载轴向载荷的轴承。

11、根据本发明的一些实施例，所述根据齿轮轴上各点的位移进行轴承选型包括：如果齿轮轴的轴向位移较小，在齿轮轴径向位移较大的节点处添加主要承载轴向载荷的轴承。

12、本发明还提供了一种航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型，其设计过程使用了上述任意一项所述的航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，包括：第一锥齿轮，连接有第一齿轮轴，第一齿轮轴上套设有第一轴承和第二轴承；第二锥齿轮、连接有第二齿轮轴，第二齿轮轴上套设有第三轴承和第四轴承；第三锥齿轮，连接有第三齿轮轴，第三齿轮轴上套设有第五轴承和第六轴承。

13、根据本发明实施例的一种航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型及设计方法，至少具有如下有益效果：

14、(1)考虑了传动系统振动情况下进行支承设计，在满足传动系统性能的前提下，减小传动系统的动力学响应；

15、(2)减少了振动噪声，提高了传动系统稳定性，增加了传动系统使用寿命并减少了维护成本；

16、(3)采用了仿真建模设计，设计过程简单，设计成本低

17、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，其特征在于：所述验证选用的轴承的承载是否合理包括：

3.根据权利要求2所述的航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，其特征在于：所述验证选用的轴承的承载是否合理包括：计算轴承各个方向的滚子接触斑点，判断最大应力接触区是否远离滚道中心区域以及是否存在边缘接触问题。

4.根据权利要求3所述的航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，其特征在于：所述改变轴承安装位置包括：向远离齿轮轴上径向位移最大点的方向移动轴承。

5.根据权利要求4所述的航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，其特征在于：所述重新选择轴承包括：当轴承法向负载不均匀时重新选择径向承载能力强的轴承类型，当最大应力接触区远离滚道中心区域或者存在边缘接触问题时重新选择轴向承载能力强的轴承类型。

6.根据权利要求1所述的航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，其特征在于：所述根据齿轮轴上各点的位移进行轴承选型包括：如果靠近齿轮一端的齿轮轴的径向位移较大，则在齿轮轴径向位移较大的节点处添加主要承载径向载荷的轴承。

7.根据权利要求6所述的航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，其特征在于：所述根据齿轮轴上各点的位移进行轴承选型包括：如果靠近齿轮一端的齿轮轴的径向位移较小，则在齿轮轴上径向位移较大的节点处添加主要承载轴向载荷的轴承。

8.根据权利要求7所述的航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，其特征在于：所述根据齿轮轴上各点的位移进行轴承选型包括：如果齿轮轴的轴向位移较大，在齿轮轴径向位移较小的节点处添加主要承载轴向载荷的轴承。

9.根据权利要求8所述的航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，其特征在于：所述根据齿轮轴上各点的位移进行轴承选型包括：如果齿轮轴的轴向位移较小，在齿轮轴径向位移较大的节点处添加主要承载轴向载荷的轴承。

10.一种航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型，其特征在于，设计过程使用了权利要求1-9任意一项所述的航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型的设计方法，包括：

技术总结本发明公开了一种航空锥齿轮对转分扭传动系统支撑构型及设计方法，涉及齿轮传动技术领域，包括：建立传动系统仿真模型；计算额定载荷下齿轮轴上各点的位移，根据齿轮轴上各点的位移进行轴承选型；验证选用的轴承的承载是否合理；如果轴承的承载不合理，重新选择轴承或者改变轴承安装位置，然后再验证重新选择的轴承承载是否合理。本发明在满足传动系统性能的前提下，减小传动系统的动力学响应，降低了传动系统的故障水平。技术研发人员：丁撼,陈飞腾,荣士锋,唐进元受保护的技术使用者：中南大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2