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题目:航空发动机传动装配尺寸公差设计

关键词:航空发动机传动装配;轴向间隙;公差选取;概率分析

  摘要


    本文通过对装配精度和公差设计之间逻辑关系的梳理,指出了公差大小选取和公差对加工工艺选择的影响是产生装配误差的重要来源,而装配误差通过在装配尺寸链中组成环上的积累,直接影响封闭环的误差,进而影响装配精度,最终影响整个装配的质量。通过对航空发动机传动装配中最典型的一条线性尺寸链-多级压气机装配尺寸
链的零部件装配序列、连接方式、装配精度要求的分析,得出发动机转子传动装配精度控制需要注意的两个问题:转、静子轴向间隙和轴承内、外圈的相对轴向装配位置。
    以尺寸链上组成环的尺寸公差设计对轴向间隙装配精度的影响作为进一步的研究对象,通过对一般公差设计的三个优化目标-装配性能、加工成本、装配工艺性的分析,结合航空发动机轴向传动装配的特点,提出一种以装配性能和装配工艺性为优化目标的传动装配尺寸公差设计方法。此方法以发动机运行时各零部件尺寸对总变形的贡献
不同,利用比例关系,对尺寸链上盘、轴进行公差选取,实现了保证发动机运行时单级效率最优,同时最少使用调整垫片进行装配调整的目标。
    同时提出两个例子,对方法在确定性分析中的应用进行说明,考虑到执行不同任务的飞行器运转工况的不一致,对计算和数据处理方法进行扩展,提出了基于瞬态分析的尺寸公差分配方法,实现了方法应用范围的扩大化和适用条件的一般化。
    在确定性研究基础之上,考虑到部件材料本身参数的随机性和工作环境参数的随机性,使用蒙特卡洛抽样方法和Kriging 方法进行装配概率计算,提高了运算的准确性,优化了公差分配方法。