航空发动机用齿轮泵齿轮轴疲劳断裂分析与优化设计.pdf

２０２４年４月机床与液压Ａｐｒ２０２４

第５２卷第８期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ５２Ｎｏ８

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ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１３８８１２０２４０８０３３

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文献引用：李强，邓熠，杨伟，等．航空发动机用齿轮泵齿轮轴疲劳断裂分析与优化设计［Ｊ］．机床与液压，２０２４，５２（８）：２０８２１２．

Ｃｉｔｅａｓ：ＬＩＱｉａｎｇ，ＤＥＮＧＹｉ，ＹＡＮＧＷｅｉ，ｅｔａｌ．Ｆａｔｉｇｕｅｆｒａｃｔｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｇｅａｒｓｈａｆｔｏｆｇｅａｒｐｕｍｐｆｏｒａｅｒｏｅｎｇｉｎｅ

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［Ｊ］．ＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，２０２４，５２（８）：２０８２１２．

航空发动机用齿轮泵齿轮轴疲劳断裂分析与优化设计

李强，邓熠，杨伟，李英杰，刘宇辉，司国雷

（四川航天烽火伺服控制技术有限责任公司，四川成都６１１１３０）

摘要：针对航空发动机用齿轮泵齿轮轴瞬时断裂的现象，对其关键运动副进行材料金相组织、结构受力和应力分析，

将理论分析与试验相结合，明确了齿轮轴的瞬时断裂现象主要表现为疲劳断裂，明晰了齿轮轴疲劳断裂的影响因子，并以

此优化了齿轮轴安装孔关键尺寸和机加工工艺。结果表明：优化后的齿轮轴安装孔附近的应力明显减小，能够有效提升齿

轮轴在交变载荷下的抗疲劳特性。

关键词：齿轮泵；齿轮轴；瞬时断裂；工艺优化

中图分类号：Ｖ２３２８

ＦａｔｉｇｕｅＦｒａｃｔｕｒｅＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＯｐｔｉｍａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＧｅａｒＳｈａｆｔｏｆＧｅａｒＰｕｍｐｆｏｒＡｅｒｏｅｎｇｉｎｅ

ＬＩＱｉａｎｇ，ＤＥＮＧＹｉ，ＹＡＮＧＷｅｉ，ＬＩＹｉｎｇｊｉｅ，ＬＩＵＹｕｈｕｉ，ＳＩＧｕｏｌｅｉ

（ＳｉｃｈｕａｎＡｅｒｏｓｐａｃｅＦｅｎｇｈｕｏＳｅｒｖｏＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＣｈｅｎｇｄｕＳｉｃｈｕａｎ６１１１３０，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｆｒａｃｔｕｒｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｔｈｅｇｅａｒｓｈａｆｔｏｆｔｈｅｇｅａｒｐｕｍｐｆｏｒａｅｒｏｅｎｇｉｎｅ，ｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｍｅｔａｌｌｏ⁃

ｇｒａｐｈｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｒｅｓｓ，ａｎｄｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｔｓｋｅｙｍｏｖｉｎｇｐａｉｒｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｅｘｐｅｒ⁃

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ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｆｒａｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｇｅａｒｓｈａｆｔｗｅｒｅｃｌａｒｉｆｉｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓ，ｔｈｅｋｅｙｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｏｆｔｈｅｇｅａｒｓｈａｆｔ

ｍｏｕｎｔｉｎｇｈｏｌｅａｎｄｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｅｓｓｎｅａｒｔｈｅｍｏｕｎｔｉｎｇｈｏｌｅｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｇｅａｒ

ｓｈａｆｔｉｓｓｉｇ