涡轮螺旋桨发动机主减速器的设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书 题 目： 涡轮螺旋桨发动机主减速器的设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2010963044 姓 名： 邹明波 指导教师： 赵又红副教授 完成日期： 2014年 5月 29 湘潭大学 兴湘学院 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 毕业论文（设计）任务书 设计（论文）题目： 涡轮螺旋桨发动机主减速器的设计 学号： 2010963044 姓名： 邹明波 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 赵又红 系主任： 刘柏希 一、主要内容及基本要求： （ 1） 主减速器 传递功率为 2850 求结构紧凑。 （ 2） 分析 涡轮螺旋桨发动机主减速器 工作原理和技术 要求 及构思方案（含方案比较）。 （ 3） 完成 涡轮螺旋 桨发动机 传动系统的设计 ， 主减速器 的方案设计 及 结构设计。 计算总传动比及传动比分配。 主要零部件的受力分析和强度计算。绘制所设计 的 传动系统方案 图 ；绘制 主减速器 的装配图及主要的零件图。要求图纸工作量 纸以上（ 图）。 （ 4）设计说明书一份，电子文档一份。 （ 5）英文文献翻译（含原文）。要求：原文 5000 个单词以上，中文翻译要求通顺） （ 1） 涡轮螺旋桨发 动机总体方案设计 及 主减速器 工作原理 。 （ 2） 主减速器 的设计。 （ 3） 主要零件的 结构设计 及强度设计 。 三、进度安排 各阶段完成的内容 起止时间 1 收集资料、查询相关文献 2014 年 1 月 18 日 2 月 25 日 2 掌握 涡轮螺旋桨发动机主减速器的 工作原理和技术 要求 ，进行方案构思与设计 2014 年 2 月 26 日 3 月 8 日 3 完成传动系统及机构设计和主要零件设计计算 2014 年 3 月 9 日 3 月 31 日 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 4 绘制装配图和零件图草图 2014 年 4 月 1 日 5 月 2 日 5 完成装配图和零件 图的设计 2015 年 5 月 3 日 5 月 15 日 6 撰写毕业设计说明书及英文文献翻译 2014 年 5 月 16 日 5 月 26 日 7 交毕业设计说明书，准备答辩 2014 年 5 月 27 日 5 月 28 日 四 、应收集的资料及主要参考文献 主 要的收集资料有：机械设计手册、涡轮螺旋桨发动机主减速器相关文献 1张国瑞主编 M. 上海交通大学出版社 1989. 2陈启松主编 M. 冶金工业出版社 1986. 3饶振纲主编 M. 国防工业出版社 1980. 4孙恒主编 M . 高等教育出版社 2006. 5纪名刚主编 M. 高等教育出版社 2006. 6吴宗泽主编 M . 高等教育出版社 2006. 7梁正主编 M 1989. 8颜思健主编 M. 机械工业出版社 2002. 9成大先主编 M . 化学工业出版社 2001. 10 张维凯，王曙光 . 文版标准教程北京 :清华大学出版社， 2007. 11胡来 瑢 主编 计与计算 M. 煤炭 工业出版社 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）评阅表 学号 2010963044 姓名 邹明波 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 涡轮螺旋桨发动机主减速器的设计 评价项目 评 价 内 容 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 湘潭大 学兴湘学院 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 2010963044 姓名： 邹明波 专业： 机械设计制造及其自动化 选题 现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的； 量是否适当； 生产、科研、 社会 等实际 相 结合 。 能力 查阅文献、综合归纳资料的能力； 究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否觃范； 无观点提炼，综合概括能力如何； 无创新之处。 综 合 评 价 该同学所完成的涡轮螺旋桨发动机主减速器的 统设计合理。毕业设计说明书的论述合理，设计计算方法正确，格式符合要求。所绘制的装配图与零件图错误较少，基本达到工程图的要求。该同学具备了一定的 专业理论的 综合运用 能力 ，正确制定设计方案和解决问题的能力， 工程能力，设计能力，计算机制图，及外语能力， 具备了工程师的基本素质。整个毕业设计工作体现了学科教学计划的基本要求，所完成的工作达到了本科毕业设计要求， 推荐成绩为“良好”， 可参与答辩。 评阅人： 2014 年 5 月 30 日 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 毕业论文（设 68 页 图 表 9 张 论文（设计）题目： 涡轮螺旋桨发动机主减速器的设计 内容提要： 旋桨发动机 是一种通常用于飞机上的燃气涡轮发动机 。它主要用于时速小于 800千米的飞机， 目前在中 低速飞机和对低速性能有严格要求的巡逡、反潜、或灭火等类型飞机中得到了广泛的 应用，因此具有重要的研究意义。另外由于涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨直径比较大，转速远低 于涡轮的速度，只有大约 1000转 /分，为使涡轮和螺旋桨都工作在正常的范围内，需要在它们 之间安装一个减速器，将涡轮转速降至十分之一左右后，才可驱动螺旋桨本文就涡轮螺旋桨发 动机的特点，分析发动机的原理和减速器的原理，设计涡轮螺旋桨的主减速器 。本课题采用两 级 太阳轮输入行星轮输出。根据行星齿轮传动的传动特点以及减速 器的输入功率、总传动比，输出转速以确定行星齿轮减速器齿轮的齿数、模数、中心距。幵确 定齿轮轴 的大小及强度校核，以及输入输出轴的设计与强度校核。为了使传动更加平稳，本 课题都采用花键连接。以及根据主减速的特点选择润滑方式与润滑油。另外就是箱体与行星架 的设计。 指导教师评语 该同学所完成的涡轮螺旋桨发动机主减速器 的 统设计合理。毕业设计说明书的论述合理，设计计算方法正确，格式符合要求。所绘制的装配图与零件图错误较少，基本达到工程图的要求。该同学具备了一定的 专业理论的 综合运用 能力 ，正确制定设计方案和解决问题的能力， 工程能力，设计能力，计算机制图，及外语能力， 具备了工程师的基本素质。整个毕业设计工作体现了学科教学计划的基本要求，所完成的工作达到了本科毕业设计要求， 推荐成绩为“良好”， 可参与答辩。 指导教师： 2014 年 5 月 30 日 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 答辩简要情况及评语 根据答辩情况，答辩小组同意其成绩 评定为 : 答辩小组组长： 2014 年 5 月 30 日 答辩委员会意见 根据答辩情况，答辩小组同意其成绩评定为 : 答辩委员会主仸： 2014 年 5 月 30 日 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 涡轮螺旋桨发动机主减速器的设计 目录 摘 要 . 7 第一章 绪论 . 9 . 9 题目的和意义 .涡轮螺旋桨发动机工作原理 .二章 发动机主减速器的选择 . 13 . 13 动机主减速器结构形式的选择 . 14 轮系 . 14 周转轮系的组成 . 14 周转轮系的种类 . 15 星齿轮传动类型比较与选择 . 15 动 方案的设计与选定 . 16 轮 设计及计算过程 . 17 第三章 行星轮传动设计 . 18 轮材料、热处理工艺及制造工艺的选定 . 18 定主要参数 . 18 动比分配 . 18 速级设计 . 18 速级设计 . 33 第四章 行星轮轴的设计 . 47 速级行星轮轴的设计 . 47 星轮轴直径的计算 . 47 星轮轴的强度校核 . 48 速级行星轮轴的设计 . 48 星轮轴直径的计算 . 48 星轮轴的强度校核 . 49 第五章 输出轴的设计 . 49 出轴的弯曲刚度计算 . 49 出轴的扭转刚度计算 . 51 第六章 花键强度校核 . 52 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 第七章 花键强度校核 . 55 阳轮花键轴强度计算 . 55 出轴花键轴强度计算 . 56 第八章 轴承的选用与寿命计算 . 57 承的 选用 . 57 承校核 . 58 第九章 螺栓计算 . 61 内齿圈与箱体联接螺纹计算 . 62 第十章 行星架与箱体的设计 . 63 第十一章 润滑与密封 . 64 第十二章 总结 . 65 参考文献 . 66 外文文献 . 67 文献译文 自动变速器 . 73 摘 要 涡轮螺旋桨发动机 是一种通常用于飞机上的燃气涡轮发动机 。 涡轮螺旋桨发动机 ： 靠动力涡轮把核心机出口燃气中大部分可用能量转变为轴功率用以驱动空气螺旋桨，由于螺旋桨转速较低，动购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 力涡轮轴与螺旋桨轴之间设有 减速器 。燃气中的少部分可用能量（约 10）则在喷管中转化为气流动能，直接产生反作用推力 本文就涡轮螺旋桨发动机的特点，分析发动机的原理和减速器的原理，设计涡轮螺旋桨的主减速器。本课题采用两级 星齿轮 串联传动，由太阳轮输入行星轮输出。根据行星齿轮传动的传动特点以及减速器的输入功率、总传动比，输出转速以确定行星齿轮减速器齿轮的齿数、模数、中心距。并确定齿轮轴的大小及强度校核，以及输入输出轴的设计与强度校核。为了使传动更加平稳，本课题都采用花键连接。以及根据主减速的特点选择润滑方式与润滑油。另外就是箱体与行星架的设计。 关键词 ： 发动机原理；减速器原理；行星齿轮减速器；输入输出轴；花键 is a to be be to of a of 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 ( . of of of of of GW of a to of to to of In to by a to a of is a ; 一章 绪论 涡轮发动机减速器 是 发动机驱动螺桨或旋翼必不可少的部件，它是涡桨发动机、涡轮轴发动机的组成部分。 将 涡轮螺旋桨发动机 、 涡轮轴发动机 输出轴的转速降低到 空气螺旋桨（或旋翼）所需转速的齿轮传动装置。 减速器 可以装在发动机内，也可装在发动机外成为一个独立的机外 减速器 4。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 涡轮螺旋桨发动机 ： 靠动力涡轮把核心机出口燃气中大部分可用能量转变为轴功率用以驱动空气螺旋桨，由于螺旋桨转速较低，动力涡轮轴与螺旋桨轴之间设有 减速器 。燃气中的少部分可用能量（约 10）则在喷管中转化为气流动能，直接产生反作用推力。 图 涡轮螺旋桨发动机 涡轮轴发动机工作原理与涡轮螺旋桨发动机基本相同，主要用于直升机上，也可用于飞机和其他航空器。由于在直升机上还有主减速器，所以涡轮轴发动机输出轴的转速比涡轮螺旋桨发动机高，它的减速器体积和重量都要小一些。输出轴伸出的位置比较灵活，可以从前面伸出，也可以向后或向两侧伸 出 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 题目的和意义 目的： 本课题贴合机械设计及其自动化专业，涡轮发动机是飞机的心脏，技术之复杂，工艺之苛刻，通过对课题的研究，深入了解涡轮发动机主减速器的工作原理、部件组成及其构造，特别是减速器进行细致 了解，其内部零件的结构，工作状态、工作环境，进而对它们进行专门研究制造。 意义： 通过对发动机减速器的及主要构件的加工制造的研究，通过查阅相关书籍，使我 了解了行星齿轮传动的特点与设计， 通过这次的毕业设计可以说把我大学里学的专业课又重新翻阅一便，巩固了专业 知识，在此基础上，又学到许多专业以外的知识，拓宽了自己的知识面，熟悉了 通过毕业设计，更一步加强了自学能力，实践能力，为以后进入社会、参加工作奠定坚实的基础。 涡轮螺旋桨发动机工作原理 涡轮螺旋桨发动机是是燃气涡轮发动机中 的一种，它主要用于时速小于 800 千米的飞机。涡轮螺旋桨发动机包括压气机，燃气室，燃气涡轮 (由驱动压气机的涡轮和驱动螺旋购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 桨的动力涡轮组成 )，减速器，螺旋桨的部件。涡轮螺旋桨发动机是介于活塞发动机与涡轮喷气发动机之间承前启后的一种发动机，所以涡轮螺旋桨发动机在原理上与活塞发动机和涡轮喷气发动机都有一些相似与不同之处之处。涡桨发动机它的驱动原理大致上与使用活塞发动机作为动力来源的传统螺旋桨飞机雷同，是以螺旋桨旋转时所产生的力量来作为飞机前进的推进力。其与活塞式螺桨机主要的差异点除了驱动螺旋桨中心轴的动力来源不同外 ，还有就是涡桨发动机的螺旋桨通常是以恒定的速率运转，而活塞动力的螺旋桨则会依照发动机的转速不同而有转速高低的变化。另外涡轮螺旋桨发动机与涡轮喷气发动机一样，动力都是来自由空气压气机压缩， 再与油料一起燃烧后的高能气体， 用涡轮把高温高压的气体中部份的动能化为机械能， 再用这机械能驱动前端的压气机继续吸入空气 ,另外一部分大约三分之一的涡轮功率用来转动螺旋桨和传动附件，燃气涡轮机的操作过程基本就是这样循环着。同时，涡轮带动螺旋桨，螺旋桨旋转以推动飞机前进。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 第二章 发动 机主减速器的选择 动机主减速器工作原理与技术要求 减速器是将涡轮螺旋桨发动机涡轮轴发动机或活塞式航空发动机输出轴的转速降低到空气螺旋桨 (或旋翼 )所需转速的齿轮传动装置。减速器可以装在发动机内也可装在发动机外成为一个独立的机外减速器。减速器由齿轮齿轮架 减速器是将涡轮螺旋桨发动机涡轮轴发动机或活塞式航空发动机输出轴的转速降低到 空 气螺旋桨 (或旋翼 )所需转速的齿轮传动装置。减速器可以装在发动机内也可装在发动机外成为一个独立的机外减速器。减速器由齿轮齿 轮架 轴轴承和机匣等零组件组成。航空发动机用的减速器必须结构紧凑重量轻和在高转速高负荷下能够长期可靠工作。它在运转中还须工作平稳噪声低和齿轮嚙合均匀避免与其他零件发生高频谐振。减速器按螺旋桨轴线与发动机轴线的相对位置分为同轴式 (单轴或双轴 )和偏位式前者桨轴与曲轴 (或转子 )的轴线重合后者则互相偏离。减速器按轮系排列的型式还可分为简单式行星式(单级行星和双级行星 )差动式和复合式。星型活塞式发动机一般採用单级行星式减速器。减速比 (减速器输出轴转速与输入轴转速之比 )在 级行 星式减速器在相同的减速比下直径比单级行星式小但结构较复杂。功率较大的涡轮螺旋桨发动机一般採用差动式减速器或双级行星式减速器减速比约为 率更大的涡轮螺旋桨发动机则採用同心的双桨轴减速器两轴转速相同而转向相反。直升机的主减速器多数为复合式结构通常先由螺旋伞齿轮减速并换向然后再藉助双级行星或差动行星轮系减速减速比可达 动行星式减速器可将输入轴的扭矩分两路传递从而减轻了传动齿轮的负荷。大功率的航空减速器一般还装有测扭机构通过测量扭矩指示发动机的输出功率。 由螺旋桨提供拉力和喷 气反作用提供推力的燃气涡轮发动机。涡轮螺旋桨发动机中涡轮发出的功率大于压气机所需功率，其余部分通过减速器来驱动螺旋桨。这部分涡轮称为动力涡轮。涡轮出口的燃气在喷管中膨胀加速，产生反作用推力。动力涡轮的巡航转速一般在 10000 15000转分范围内。螺旋桨轴的转速约为 1000 2000转 /分。减速器的减速比一般在 10 15范围内 。 目前，涡轮螺旋桨发动机常用的减速器形式是 行星式差动式和复合式。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 动机主减速器结构形式的选择 轮系 由一系列齿轮组成的传动装置成齿轮机构或轮系，是应用最 为广泛的机械传动形式之一。 根据轮系运转时各齿轮的几何轴线相对位置是否变动可将轮系分 ， 为下列两种基本类型： 1） 轴轮系 当轮系运转时，若组成该轮系的所有齿轮的几何轴线位置是 固定不变的，称为定轴轮系或普通轮系。 图 2周转轮系 2） 周转轮系 当轮系运转时，若组成轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴心不固定，而绕着另一齿轮的几何轴线回转者，称为周转轮系。图 2 1 所示的 轮系，其中，齿轮 a、 b 和构件 H 均绕几何轴线 动，而齿轮 g 一方面绕自身的几何轴线转动（自传） ,同时又随 起被构件 H 带着绕固定的几何轴线 转（公转），故称周转轮系。 周转轮系的组成 在周转轮系中自转和公转运动、如同行星的运动一样的齿轮称 1）行星轮 为行星齿轮，如图 2 1 中的齿轮 g。 2）转臂 符号 H 表示。 3）中心轮与行星轮相啮合而其轴线又与主轴线相重合的齿轮称为中心轮，制成行星轮并使其公转的构件称为转臂 (又称杆系、行星架 ) ，用外齿中心轮用符号 a 或 c 表示，内齿中心轮用符号 b 或 e 表示。通常又将最小的外齿中心轮 a 称为太阳轮，而将固定不动的中心轮成为支撑 轮（内齿轮）。 4）基本构件 转臂 H 绕其转动的轴线成为主轴线，如图 2是轴线与主轴线重合而又承受外力矩的构建称为基本构件 ,如图 2a、 b 和转臂 H。大多数周转轮系都有这三个基本构件。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 周转轮系的种类 周转轮系按其平面机构自由度的数目，可分为行星轮系和差动轮系两种。 涡轮螺旋桨发动机主减速器的结构形式有行星式 行星式 (单级行星和双级行星 )差动式和复合式。根据我们的设计要求，选择双极的行星传动。 行星齿轮传动油许多的优点： 1）体积小，质量轻，结构紧凑，传递 功率大，承载能力高。 2）传动比大 只要合适的选择行星传动类型和配齿方案，便可以利用少数几个齿轮而得到很大的传动比，在不作为动力传动而主要用于传递运动的行星机构中，其传动比可达几千。 3）传动效率高 在传动类型选择恰当，结构布置合理的情况下，其效率可达 4）运动平稳，抗冲击和振动的能力强 由于采用数个相同的行星轮，均匀分布在中心轮周围，从而使行星轮和转臂的惯性力相互平衡，同时，也使参与啮合的齿数增多，故运动平稳抗冲击和振动比较强，工作可靠。 星齿轮传动类型比较与选择 行星齿轮传 动的类型很多，分类方法也不少。而现在一般根据前苏联库德鲁 略夫采夫提出的按行星传动机构的基本结构的不同来进行分类。 这是因为库氏的分类方法较好的体现了行星传动机构的特点， 而且我国和国外（如前苏联、日本等）早已被人们普遍采用和接受了。在此分类法中，基本构件代号为： K中心轮， H转臂， 据基本构件代号来命名，行星齿轮传动可分为 23K 和 种基本类型，其他结构型式的行星齿轮传动大都是 它们的演化型是或组合型式。 此外，前苏联的特卡钦科提出的按传动机构中齿轮的 啮合方式，将行 星齿轮传动分为三种基本型式，即 I 和 种， A 表示外 啮合， I 表示内啮合。这与我国机械行业标准 “行星齿轮减速器标准 （ T 6502 1993） ” 相似。按其传动机构中齿轮的啮合方式，可将上述三大基 本类型再细分为许多传动型式，如 等， 其中按首字汉字拼音 N内啮合， W外啮合， G内外啮合公用行星齿轮， 锥齿轮。 2和转臂 H，是我们最常见也是我们经常用的行星齿轮传动机构，当转臂固定时，若该行星 齿轮传动中的中心轮与内齿轮的转向相反，即转臂固定时的传动比 称其为 2根据课题要求我们采用 2负号机构包括 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 1） 具有效率高体积小、质量小、结构简单、制造方便。适用于任何工作情况下的大小功率的传动，工作制度不受限制，可作为减速器，增速器，差速器。 2） 其特点与 她的径向尺寸较小，传动比范围较大，因采用了双联行星 轮，故其制造安装都较复杂。一般 i 安全。 出轴花键轴强度计算 1) 已知输入功率 P=2850n=1000r/阳轮 5 钢，调质处理，查表得： 640b 355s 275 155 2) 初算太阳轮 取 A=90（因只受扭矩作用，载荷较平衡） 轴的危险截面的最小直径 322 ，取 4d =130) 精确校核太阳轮 由于此太阳轮 可以按只考虑扭转作用的强度计算公式来校核。考虑到此轴会发生正反转，因此应按交变应力作用下的计算公式来校核。此时，危险截面的抗扭截面系数为 36333 0130(16 t 大扭转应力m a x 68 7 5 8 . 2 6 4 4 . 6 31 9 6 . 2 5 1 0 小扭转应力 m 4 r=时安全系数 S 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 1式中 1 对称循环应力下的材料扭转疲劳极限，取 1 =155K 扭转时的应力集中系数，取K= 表面质量系数，取 = 扭转时的尺寸影响系数，取=a 扭转应力的应力幅，取a= 材料扭转时的平均应力折算系数，取=m 平均应力，取m=0 代入各数值得 155 1 . 5 31 . 6 4 1 . 7 5 00 . 8 9 0 . 7 4S 按许用安全系数 S故安全。 第八章 轴承的选用与寿命计算 承的选用 根据轴承的受力与轴的尺寸大小选用轴承型号 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 表 8号 轴承型号