[发明专利]齿轮试验夹具装置及降低齿轮试验节圆模态频率的方法

说明书

本发明提出一种齿轮试验夹具装置及降低齿轮试验节圆模态频率的方法，所述夹具装置包括台面转接段、压紧件和试验件齿轮，其中压紧件将试验件齿轮压紧固定在台面转接段上，台面转接段固定在振动台上；试验件齿轮上通过可拆卸的方式固定设有配重块。配重块包括上配重块和下配重块，其中，上配重块和下配重块通过夹持的方式分别固定在试验件齿轮的上侧与下侧。通过配重块降低直齿轮节圆模态频率。一方面，可使振动台的工作频率满足试验频率要求；另一方面，试验时可提高直齿轮的振动位移响应。

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，特别涉及一种齿轮试验夹具装置及降低齿轮试验节圆模态频率的方法。

背景技术

现有的航空发动机附件传动直齿轮的高周疲劳试验夹具都是直接通过压块压持直齿轮的轴颈，并安装于振动台上进行高周疲劳试验。试验时，直齿轮在其节圆模态频率激励下产生大位移振幅的振动，让直齿轮最危险截面处产生大应力而疲劳破坏。

现有的技术是要通过压持直齿轮轴颈上下端面，安装于振动台上进行高周疲劳试验，但由于航空发动机附件传动直齿轮的尺寸较小，其节圆模态频率较高，一方面，现有的大部分振动台工作频率范围不能满足要求，造成试验无法进行；另一方面，即使某型振动台的工作频率范围可满足试验要求，但要让直齿轮在高频率下产生大振幅振动位移也相当困难，往往在振动台最大推力下，直齿轮的振动位移响应依然无法使直齿轮产生疲劳破坏，导致无法得到直齿轮的高周疲劳试验结果。

直齿轮是航空发动机附件传动的关键件，经常会承受交变载荷。直齿轮的振动疲劳试验用于确定直齿轮在不同交变载荷下的疲劳寿命，或者确定直齿轮在规定寿命下的疲劳极限，也可用来进行故障分析和改进设计检验。航空发动机附件传动直齿轮的尺寸较小，其节圆模态频率较高，通过在振动台上对直齿轮进行高应力水平的高周疲劳试验时，经常出现振动台的工作频率范围满足不了直齿轮试验频率的要求，即便振动台工作频率范围可满足直齿轮试验频率的要求，在较高的试验频率下，振动台在最大推力下直齿轮依然无法获得产生疲劳破坏的振动位移响应。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种用于航空发动机直齿轮高周疲劳试验夹具装置，通过设置试验件直齿轮的配重结构，从而对试验件直齿轮进行配重，降低直齿轮的节圆模态频率。

本发明提出一种齿轮试验夹具装置，所述夹具装置包括台面转接段、压紧件和试验件齿轮，其中所述压紧件将所述试验件齿轮压紧固定在所述台面转接段上，所述台面转接段固定在振动台上；其特征在于，所述试验件齿轮上通过可拆卸的方式固定设有配重块。

进一步地，所述配重块包括上配重块和下配重块，其中，所述上配重块和所述下配重块通过夹持的方式分别固定在所述试验件齿轮的上侧与下侧。

进一步地，所述上配重块沿圆周均匀分布有多个上配重块通孔；所述下配重块沿圆周均匀分布有多个下配重块通孔；所述上配重块通孔与所述下配重块通孔数量相同，且一一对应。

进一步地，由多个配重螺栓穿过所述上配重块通孔与所述下配重块通孔，并通过多个配重螺母进行压紧，由此，所述上配重块和所述下配重块将试验件齿轮夹持。

进一步地，所述台面转接段由底座和安装轴组成，底座上设有多个螺栓孔，多个螺栓穿过多个螺栓孔将所述台面转接段固定在所述振动台上，所述压紧件将所述试验件齿轮压紧固定在所述台面转接段的安装轴上。

进一步地，所述上配重块具有圆盘形结构，包括位于外侧的厚壁部和位于内侧的薄壁部；所述上配重块通孔沿圆周均匀分布在薄壁部；所述上配重块具体为中心对称结构，上配重块的重心与轴心重合。

进一步地，所述下配重块具有圆盘形结构，包括位于外侧的厚壁部和位于内侧的薄壁部。所述下配重块通孔沿圆周均匀分布在薄壁部；所述下配重块具体为中心对称结构，下配重块的重心与轴心重合。