机械系统是航空发动机中典型的复杂综合系统，作为与各大气动部件并列的发动机六大部件之一，机械系统的设计必须适应现代高性能航空发动机技术的发展要求。本书针对航空发动机机械系统中附件传动系统、轴承应用设计、滑油系统和发动机密封四部分内容进行系统介绍。从基本概念出发，对机械系统各部分涉及的结构形式、设计要求、设计方法、分析流程、应用设计案例、试验验证、发展展望及新技术等进行全面论述，充分结合典型发动机相关设计实践，力求内容全面、准确、深入浅出。
样章试读
目录
- 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 轴承所需最小载荷 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 滚动轴承最小润滑流量计算 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
21.2.2 目视检查 221
21.2.3 补充检查 221
21.2.4 失效机理分析 221
21.3 滚动轴承故障诊断技术 221
21.3.1 故障诊断技术分类 221
21.3.2 振动诊断技术 221
21.3.3 温度监测技术 222
21.3.4 油液诊断技术 223
21.3.5 智能轴承监测技术 223
第22章 航空发动机轴承技术发展展望
22.1 GTF轴承 224
22.2 滑动轴承 226
22.3 空气轴承 227
22.4 电磁轴承 228
参考文献 230
第三篇 航空发动机滑油系统
第23章 航空发动机滑油系统类型
23.1 概述 233
23.2 滑油系统的类型 234
第24章 供油系统设计分析
24.1 供油系统介绍 238
24.2 部件及设计要求 239
24.2.1 滑油箱 239
24.2.2 滑油过滤器 240
24.2.3 滑油泵（供油泵）242
24.2.4 滑油喷嘴 244
24.3 部件性能分析方法 245
24.3.1 滑油泵（供油泵）245
24.3.2 滑油喷嘴 246
24.4 供油系统设计与分析 248
24.4.1 部件润滑冷却方式 248
24.4.2 系统流路设计 250
24.4.3 供油系统网络计算 252
24.5 应急滑油系统 255
第25章 回油系统设计分析
25.1 回油系统介绍 257
25.2 部件及设计要求 258
25.2.1 滑油散热器 258
25.2.2 油气分离器 261
25.2.3 滑油泵（回油泵）264
25.2.4 磁性检屑器 265
25.3 部件性能分析方法 266
25.3.1 滑油散热器 266
25.3.2 油气分离器 269
25.4 回油系统设计一般要求 270
第26章 通风系统设计分析
26.1 通风系统介绍 272
26.2 部件及设计要求 273
26.2.1 通风器 273
26.2.2 高空活门 275
26.3 部件性能分析方法 276
26.3.1 通风器 276
26.3.2 高空活门 280
26.4 通风系统设计与分析 282
26.4.1 系统流路设计 282
26.4.2 通风系统网络计算 284
26.5 滑油系统高空性分析 286
26.5.1 滑油系统高空性 286
26.5.2 滑油系统高空性能计算 286
26.5.3 影响高空性能的因素 287
26.5.4 提高系统高空性能的方法 288
第27章 轴承腔及其热分析
27.1 航空发动机轴承腔介绍 290
27.2 轴承腔设计的基本原则 291
27.3 轴承腔热分析 292
27.3.1 轴承腔热源分析 293
27.3.2 轴承腔内的传热 296
27.3.3 轴承腔热分析方法 300
27.4 轴承腔回油结构设计 302
27.5 轴承腔热防护问题 303
第28章 滑油系统设计与分析
28.1 设计要求 305
28.2 滑油系统设计分析方法 307
28.2.1 滑油系统设计的一般过程 307
28.2.2 滑油系统整体循环热分析 308
28.3 滑油系统设计中重要问题 311
28.3.1 系统防虹吸设计 311
28.3.2 系统防气塞设计 314
28.3.3 滑油消耗量控制 316
第29章 润滑油
29.1 概述 320
29.1.1 航空润滑油分类 320
29.1.2 国内外常用润滑油 321
29.2 滑油性能及使用要求 326
29.2.1 润滑油性能 326
29.2.2 润滑油选用原则 330
29.3 滑油品质影响分析 331
29.3.1 整体氧化安定性 331
29.3.2 热安定性 331
29.3.3 黏温特性 332
第30章 滑油系统试验验证
30.1 滑油泵试验 333
30.1.1 滑油泵密封试验 333
30.1.2 滑油泵地面特性试验 333
30.1.3 滑油泵高空特性试验 333
30.1.4 滑油泵寿命试验 334
30.2 滑油箱试验 334
30.2.1 滑油箱压力试验 334
30.2.2 滑油箱耐受压力试验 334
30.2.3 滑油箱爆破压力试验 334
30.2.4 滑油箱防火试验 334
30.3 滑油喷嘴试验 334
30.4 通风器试验 334
30.4.1 通风器分离最小油滴直径试验 335
30.4.2 通风器分离效率特性试验 335
30.4.3 通风器阻力特性试验 335
30.5 油雾润滑系统试验 335
30.6 滑油系统姿态试验 335
30.7 滑油系统环境试验 335
30.8 滑油附件试验 336
第31章 系统监测与故障诊断
31.1 概述 337
31.2 滑油系统工作参数监测 337
31.2.1 滑油压力监测 337
31.2.2 滑油温度监测 338
31.2.3 滑油量 338
31.2.4 主滑油滤检查 338
31.3 滑油中的屑末监测 339
31.4 滑油状态监测 341
31.5 滑油系统故障诊断 342
第32章 滑油系统的发展展望
32.1 滑油系统发展概述 343
32.2 高温润滑剂的发展和应用 343
32.3 紧凑式滑油系统设计 344
32.4 滑油系统组件性能优化 345
32.5 滑油系统相关基础研究 346
参考文献 347
第四篇 发动机密封
第33章 发动机密封技术的发展现状
33.1 发动机密封的分类 355
33.2 国内外发动机密封的发展现状 356
33.2.1 发动机主轴承腔密封技术 357
33.2.2 发动机流路密封技术 357
33.2.3 发动机附件密封技术 358
第34章 发动机密封的系统性设计
34.1 发动机密封系统的设计流程 360
34.2 发动机密封系统原理 360
34.3 发动机主轴承腔密封结构设计 362
34.3.1 前轴承腔密封结构设计 362
34.3.2 中轴承腔密封结构设计 362
34.3.3 后轴承腔密封结构设计 363
第35章 发动机静密封
35.1 橡胶圈密封 365
35.1.1 概述 365
35.1.2 橡胶圈密封原理 365
35.1.3 橡胶圈密封的基本结构类型 365
35.1.4 橡胶圈密封设计 366
35.2 密封垫密封 368
35.2.1 概述 368
35.2.2 垫片分类 368
35.2.3 泄漏方式 368
35.2.4 密封机理 369
35.2.5 垫片设计 369
35.3 金属静密封 370
35.3.1 概述 370
35.3.2 W型封严环的基本结构和类型 370
35.3.3 W型封严环的工作原理 371
35.3.4 W型封严环设计 372
35.4 柔性石墨密封 374
35.4.1 概述 374
35.4.2 基本结构和类型 374
35.4.3 密封机理 375
35.4.4 柔性石墨密封环设计 375
35.5 其他型式静密封 376
第36章 发动机动密封
36.1 发动机主轴承腔密封 377
36.1.1 篦齿密封 377
36.1.2 接触式圆周石墨密封 381
36.1.3 开口环密封 387
36.1.4 浮环密封 391
36.2 发动机附件轴端密封 395
36.2.1 唇式密封 395
36.2.2 机械端面石墨密封 402
36.2.3 磁力密封 406
36.3 发动机流路密封 410
36.3.1 刷式密封 410
36.3.2 指尖密封 418
第37章 发动机密封材料
37.1 发动机静密封材料 429
37.1.1 橡胶类 429
37.1.2 工程塑料类 431
37.1.3 其他类 432
37.2 发动机动密封材料 433
37.2.1 石墨类 433
37.2.2 金属类 435
37.2.3 涂层类 437
第38章 发动机密封典型故障与分析
38.1 发动机静密封典型故障与分析 440
38.1.1 橡胶圈密封失效与分析 440
38.1.2 密封垫密封失效与分析 442
38.1.3 金属静密封失效与分析 442
38.1.4 柔性石墨密封失效与分析 444
38.2 发动机动密封典型故障与分析 444
38.2.1 发动机主轴承腔密封 444
38.2.2 发动机附件轴端密封 446
38.2.3 发动机流路密封 449
第39章 发动机密封试验验证
39.1 发动机静密封试验 455
39.1.1 W型封严环试验 455
39.1.2 柔性石墨密封试验 455
39.2 发动机动密封试验 455
39.2.1 摩擦磨损试验 456
39.2.2 篦齿密封试验 456
39.2.3 接触式圆周石墨密封试验 457
39.2.4 开口环密封试验 457
39.2.5 浮环密封试验 458
39.2.6 机械端面石墨密封/磁力密封试验 458
39.2.7 刷式密封/指尖密封试验 459
第40章 发动机密封技术发展展望
40.1 发动机密封系统技术发展展望 460
40.2 发动机主轴承腔密封技术发展展望 461
40.3 发动机流路密封技术发展展望 462
40.4 发动机附件轴端密封技术发展展望 463
40.5 发动机密封材料发展展望 463
参考文献 464
京公网安备 11010102004214号