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重型燃气轮机齿轮箱关键技术研究与设计开发

作　者: 何爱民
导　师: 韩玉启；刘建国
学　校: 南京理工大学
专　业: 工业工程
关键词: 燃气轮机关键技术有限元法试验方法
分类号: TK473
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 24次
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内容摘要

为了适应国家重大装备与重点工程的需要,齿轮传动正朝着高速、重载、低噪声、高可靠性的方向发展。以重型燃气轮机齿轮箱为代表的重载机械传动系统,是大型机械装备的重要基础,在国民经济建设和国防装备中处于极其重要的地位,其性能的优劣直接影响重大机械装备的综合性能和寿命。开展重型燃气轮机齿轮箱的研究与开发,提高重大装备的技术含量,推动我国齿轮制造行业的技术进步,提升机械传动零部件及其相关装备产业的国际竞争能力,对我国经济、社会的发展都是至关重要的。本论文开展了燃机用大型人字齿轮副的稳态热分析、利用参数化设计语言,建立齿轮副的三维模型,结合传热学、摩擦学及啮合原理,对齿轮副的接触应力场及稳态温度场进行了数值模拟,得出了轮齿稳态温度场的分布规律；对齿轮箱轴系进行了转子动力学分析,分别获得了高速、低速轴系横向水平振动模式,计算结果表明,设计方案可规避较大的动挠动及明显共振现象；对关键部件的承载能力及可靠性进行计算,为齿轮箱的设计开发提供了理论依据；运用有限元方法对箱体的结构分别进行动态、静态和地震影响分析,获得了各种工况下齿轮箱的位移分布和应力分布规律,为验证箱体的结构合理性及可靠性打下理论基础；给出了一种燃气轮机齿轮箱的试验评价方法。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-10
  1.1 选题背景和意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-9
  1.3 研究目标和主要内容  9
  1.4 论文结构框图  9-10
2 燃气轮机齿轮箱的力学性能分析  10-22
  2.1 齿轮箱的结构和传动参数  10-11
  2.2 齿轮副稳态温度场热力学有限元分析  11-15
    2.2.1 影响轮齿温度场的主要因素  11
    2.2.2 轮齿对流换热系数分析  11-13
    2.2.3 齿面摩擦热流密度分析  13
    2.2.4 轮齿本体温度有限元分析  13-15
  2.3 齿轮箱轴系转子动力学分析  15-22
    2.3.1 高速轴系分析  15-19
    2.3.2 低速轴系分析  19-22
3 燃气轮机齿轮箱关键部件的设计分析  22-32
  3.1 滑动轴承设计分析  22-27
    3.1.1 低速径向错位瓦滑动轴承计算  22-24
    3.1.2 高速径向错位瓦滑动轴承计算  24-26
    3.1.3 轴承分析  26-27
  3.2 关键部件承载能力及可靠性计算  27-32
    3.2.1 齿轮的设计计算  27-30
    3.2.2 轴颈、套轴、花键的设计  30-31
    3.2.3 齿轮轴动平衡及临界转速的计算  31-32
4 燃气轮机齿轮箱的结构有限元分析  32-57
  4.1 动态分析  35-37
  4.2 静态分析  37-44
  4.3 地震影响分析  44-56
  4.4 结论  56-57
5 燃气轮机齿轮箱试验评价方法  57-60
  5.1 主要技术参数  57
  5.2 试车条件  57-58
  5.3 空负荷试车  58-59
  5.4 综合性能评价  59-60
6 结论与展望  60-61
  6.1 主要结论  60
  6.2 需要进一步研究的问题  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-64

重型燃气轮机齿轮箱关键技术研究与设计开发

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