航空发动机机械系统设计

目录
涡轮机械与推进系统出版项目 序
“两机”专项：航空发动机技术出版工程 序
前言
第一篇 航空发动机附件传动系统
第1章 附件传动系统类型
1.1 航空燃气涡轮发动机 003
1.1.1 附件传动系统 003
1.1.2 传动类型及特点 004
1.1.3 传动系统布置 005
1.2 辅助动力装置 009
1.2.1 附件传动系统 009
1.2.2 传动类型 010
1.2.3 传动系统布置 010
第2章 传动系统部件设计
2.1 传动系统设计要求和准则 012
2.1.1 传动系统设计要求 012
2.1.2 传动系统设计准则 012
2.2 中央传动装置设计 013
2.2.1 直接连接 013
2.2.2 短轴连接 014
2.2.3 中介齿轮轴连接 014
2.3 附件传动机匣设计 015
2.3.1 角传动齿轮箱 015
2.3.2 平行轴式齿轮箱 016
第3章 齿轮及支承结构设计
3.1 齿轮类型 019
3.2 齿轮设计基本原则 020
3.2.1 齿轮设计基本原则 020
3.2.2 齿轮通用设计考虑 021
3.3 锥齿轮设计 022
3.3.1 齿形设计 022
3.3.2 轮体设计 028
3.3.3 公差要求和检验 030
3.3.4 轮齿接触区控制 032
3.4 圆柱齿轮设计 035
3.4.1 齿形设计 035
3.4.2 轮体设计 037
3.4.3 公差要求及检验 038
3.4.4 圆柱齿轮修形 039
3.5 齿轮支承结构设计 040
3.5.1 齿轮承载计算 040
3.5.2 轴承承载计算 041
3.5.3 齿轮支承结构 043
3.6 齿轮材料及工艺 045
3.6.1 齿轮材料 045
3.6.2 齿轮工艺 046
第4章 齿轮强度和振动设计
4.1 齿形强度计算 048
4.1.1 圆柱齿轮齿形强度 048
4.1.2 锥齿轮齿形强度 051
4.2 齿轮轮体强度设计 053
4.2.1 轮体静强度 053
4.2.2 轮体疲劳强度 053
4.3 齿轮振动设计 054
4.3.1 扭转振动 054
4.3.2 弯曲振动 056
4.3.3 齿轮系统动态特性分析 060
4.4 齿轮振动控制方法 063
4.4.1 结构调频优化 063
4.4.2 附加阻尼设计 064
4.4.3 修形减振设计 067
4.4.4 动平衡及支承刚性优化 068
第5章 传动轴及花键连接
5.1 传动轴 069
5.1.1 传动轴类型 069
5.1.2 传动轴结构设计基本要求 069
5.1.3 传动轴强度设计 070
5.2 花键连接 077
5.2.1 花键连接类型、特点及应用 077
5.2.2 渐开线花键基本参数确定 080
5.2.3 花键强度计算 081
5.2.4 花键强度设计考虑 083
第6章 传动机匣壳体
6.1 传动机匣壳体设计要求 084
6.2 传动机匣壳体材料 085
6.3 传动机匣壳体结构 085
6.3.1 中央传动机匣壳体 085
6.3.2 附件传动机匣壳体 085
6.4 机匣强度及振动 087
6.5 传动机匣安装 088
第7章 联轴器
7.1 联轴器类型和特点 091
7.1.1 无弹性元件 091
7.1.2 金属弹性元件 092
7.2 联轴器设计要求 093
7.3 联轴器设计 094
7.3.1 膜盘型面参数设计 095
7.3.2 膜盘强度计算 096
7.3.3 膜盘刚度计算 098
7.3.4 联轴器振动分析 099
7.4 联轴器选材及工艺 100
7.4.1 联轴器选材 100
7.4.2 联轴器工艺 101
第8章 离合器
8.1 离合器类型及其特点 102
8.2 辅助动力装置中的离合器 103
8.3 离合器组成和原理 103
8.3.1 离合器组成 103
8.3.2 离合器工作原理 104
8.4 离合器设计 104
8.4.1 离合器设计要求 104
8.4.2 离合器参数设计 104
8.4.3 离合器结构设计 111
8.4.4 离合器润滑冷却 112
8.4.5 离合器强度、振动和应力分析 113
第9章 附件传动系统试验验证
9.1 基础研究试验 116
9.2 型号规定常规性试验 117
9.3 国军标规定试验 118
第10章 传动系统常见的故障及解决措施
10.1 齿轮故障 121
10.1.1 弧齿锥齿轮轮体掉块故障 121
10.1.2 圆柱齿轮辐板裂纹故障 122
10.1.3 转接齿轮箱圆柱齿轮胶合故障 123
10.2 花键故障 124
10.2.1 中央传动杆花键磨损故障 124
10.2.2 附件传动轴花键磨损故障 125
10.3 轴承故障 126
10.3.1 附件传动轴承保持架断裂故障 126
10.3.2 中央传动杆中间轴承磨损故障 127
第11章 附件传动系统未来发展趋势
11.1 集成化设计 128
11.2 材料及工艺 128
11.3 设计分析及试验验证 129
11.4 电传动 130
11.5 在线健康管理及故障诊断 130
参考文献 131
第二篇 轴承应用设计
第12章 航空发动机滚动轴承类型与特点
12.1 滚动轴承组成与分类 137
12.2 滚动轴承特性 138
12.2.1 深沟球轴承 138
12.2.2 角接触球轴承 138
12.2.3 圆柱滚子轴承 140
12.3 滚动轴承代号 141
第13章 航空发动机轴承类型选择
13.1 主轴轴承 142
13.1.1 涡喷、涡扇发动机 142
13.1.2 涡轴、涡桨发动机 145
13.1.3 辅助动力装置 150
13.2 附件传动系统轴承 153
13.2.1 涡喷、涡扇发动机 153
13.2.2 涡轴、涡桨发动机 155
13.2.3 辅助动力装置 158
13.3 减速器轴承 159
13.3.1 减速器支点布局方案 159
13.3.2 减速器轴承选型及配置 160
13.3.3 减速器轴承工况 160
13.3.4 减速器轴承润滑 161
第14章 滚动轴承设计
14.1 滚动轴承计算基础 162
14.1.1 轴承主要几何关系 162
14.1.2 滚道接触应力与变形 166
14.1.3 滚动轴承额定动、静载荷 168
14.1.4 轴承寿命计算 169
14.1.5 轴承所需*小载荷 172
14.2 航空发动机轴承常用材料 172
14.3 轴承初步设计 174
14.3.1 输入条件 174
14.3.2 内部参数设计 174
14.3.3 设计结果评价 176
第15章 滚动轴承的润滑与冷却
15.1 滚动轴承润滑方式及其特点 177
15.2 轴承润滑方式的选取 178
15.3 轴承润滑结构设计 178
15.3.1 喷射润滑 178
15.3.2 环下润滑 179
15.3.3 其他 180
15.4 滚动轴承*小润滑流量计算 180
第16章 滚动轴承的配合
16.1 轴承配合与游隙的关系 181
16.2 相配轴颈和轴承座孔设计要求 183
16.3 轴承配合量的选取 183
16.3.1 轴承配合量选取原则 183
16.3.2 公差等级和公差带的选取 184
16.3.3 过盈套圈拔卸力计算 186
第17章 滚动轴承安装结构及相关零部件设计
17.1 轴承的轴向定位与紧固 187
17.1.1 主轴轴承的轴向定位与紧固 187
17.1.2 附件传动轴承的轴向定位与紧固 188
17.1.3 减速器轴承的轴向定位与紧固 189
17.2 轴承安装与拆卸 189
17.3 轴肩和倒角设计 190
17.4 轴承预紧设计 190
17.4.1 轴承预紧的作用 190
17.4.2 轴承预紧方法 191
第18章 滚动轴承集成结构设计
18.1 常见滚动轴承集成结构及特点 193
18.2 轴承套圈固定和/或防转结构集成设计 194
18.3 外圈集成鼠笼弹支、油膜阻尼设计 195
18.4 滚子轴承无内圈/无外圈设计 196
18.5 拉拔结构集成设计 196
第19章 滚动轴承应用设计实例
19.1 涡喷、涡扇发动机 198
19.1.1 设计要求梳理 198
19.1.2 轴承配置形式及轴承类型选择 199
19.1.3 轴承初步设计 199
19.1.4 轴承润滑设计 200
19.1.5 轴承配合设计 200
19.1.6 轴承安装与拆卸设计 201
19.1.7 轴承接口设计 201
19.1.8 相邻件设计要求 201
19.2 涡轴、涡桨发动机 201
19.2.1 设计要求梳理 201
19.2.2 轴承配置形式及轴承类型选择 202
19.2.3 轴承初步设计 202
19.2.4 轴承润滑设计 203
19.2.5 轴承配合设计 204
19.2.6 轴承安装与拆卸设计 204
19.2.7 轴承接口设计 204
19.2.8 相邻件设计要求 205
19.3 辅助动力装置 205
19.3.1 设计要求梳理 205
19.3.2 轴承配置形式及轴承类型选择 206
19.3.3 轴承初步设计 206
19.3.4 轴承润滑设计 207
19.3.5 轴承配合设计 207
19.3.6 轴承安装与拆卸设计 208
19.3.7 轴承接口设计 208
19.3.8 相邻件设计要求 208
第20章 轴承试验与验证
20.1 考核性试验 209
20.1.1 轴承试验器试验 209
20.1.2 发动机地面台架试验 210
20.1.3 飞行试验 210
20.2 研究性试验 210
20.2.1 异常工况下的轴承性能摸底试验 210
20.2.2 轴承打滑度测试试验 210
20.2.3 轴承温度场测量试验 210
第21章 滚动轴承失效与预防
21.1 滚动轴承常见失效形式与预防 211
21.1.1 疲劳剥落 211
21.1.2 划伤 213
21.1.3 磨损 214
21.1.4 轻载打滑 215
21.1.5 腐蚀 216
21.1.6 零件断裂 217
21.1.7 装配碰伤 219
21.1.8 过热变色 219
21.2 失效分析的一般程序 220
21.2.1 初步调查 220