●目錄
渦輪機械與推進繫統出版項目·序
“兩機”專項：航空發動機技術出版工程·序
前言
第一篇 航空發動機附件傳動繫統
第1章 附件傳動繫統類型
1.1 航空燃氣渦輪發動機 003
1.1.1 附件傳動繫統 003
1.1.2 傳動類型及特點 004
1.1.3 傳動繫統布置 005
1.2 輔助動力裝置 009
1.2.1 附件傳動繫統 009
1.2.2 傳動類型 010
1.2.3 傳動繫統布置 010
第2章 傳動繫統部件設計
2.1 傳動繫統設計要求和準則 012
2.1.1 傳動繫統設計要求 012
2.1.2 傳動繫統設計準則 012
2.2 中央傳動裝置設計 013
2.2.1 直接連接 013
2.2.2 短軸連接 014
2.2.3 中介齒輪軸連接 014
2.3 附件傳動機匣設計 015
2.3.1 角傳動齒輪箱 015
2.3.2 平行軸式齒輪箱 016
第3章 齒輪及支承結構設計
3.1 齒輪類型 019
3.2 齒輪設計基本原則 020
3.2.1 齒輪設計基本原則 020
3.2.2 齒輪通用設計考慮 021
3.3 錐齒輪設計 022
3.3.1 齒形設計 022
3.3.2 輪體設計 028
3.3.3 公差要求和檢驗 030
3.3.4 輪齒接觸區控制 032
3.4 圓柱齒輪設計 035
3.4.1 齒形設計 035
3.4.2 輪體設計 037
3.4.3 公差要求及檢驗 038
3.4.4 圓柱齒輪修形 039
3.5 齒輪支承結構設計 040
3.5.1 齒輪承載計算 040
3.5.2 軸承承載計算 041
3.5.3 齒輪支承結構 043
3.6 齒輪材料及工藝 045
3.6.1 齒輪材料 045
3.6.2 齒輪工藝 046
第4章 齒輪強度和振動設計
4.1 齒形強度計算 048
4.1.1 圓柱齒輪齒形強度 048
4.1.2 錐齒輪齒形強度 051
4.2 齒輪輪體強度設計 053
4.2.1 輪體靜強度 053
4.2.2 輪體疲勞強度 053
4.3 齒輪振動設計 054
4.3.1 扭轉振動 054
4.3.2 彎曲振動 056
4.3.3 齒輪繫統動態特性分析 060
4.4 齒輪振動控制方法 063
4.4.1 結構調頻優化 063
4.4.2 附加阻尼設計 064
4.4.3 修形減振設計 067
4.4.4 動平衡及支承剛性優化 068
第5章 傳動軸及花鍵連接
5.1 傳動軸 069
5.1.1 傳動軸類型 069
5.1.2 傳動軸結構設計基本要求 069
5.1.3 傳動軸強度設計 070
5.2 花鍵連接 077
5.2.1 花鍵連接類型、特點及應用 077
5.2.2 漸開線花鍵基本參數確定 080
5.2.3 花鍵強度計算 081
5.2.4 花鍵強度設計考慮 083
第6章 傳動機匣殼體
6.1 傳動機匣殼體設計要求 084
6.2 傳動機匣殼體材料 085
6.3 傳動機匣殼體結構 085
6.3.1 中央傳動機匣殼體 085
6.3.2 附件傳動機匣殼體 085
6.4 機匣強度及振動 087
6.5 傳動機匣安裝 088
第7章 聯軸器
7.1 聯軸器類型和特點 091
7.1.1 件 091
7.1.2 金件 092
7.2 聯軸器設計要求 093
7.3 聯軸器設計 094
7.3.1 膜盤型面參數設計 095
7.3.2 膜盤強度計算 096
7.3.3 膜盤剛度計算 098
7.3.4 聯軸器振動分析 099
7.4 聯軸器選材及工藝 100
7.4.1 聯軸器選材 100
7.4.2 聯軸器工藝 101
第8章 離合器
8.1 離合器類型及其特點 102
8.2 輔助動力裝置中的離合器 103
8.3 離合器組成和原理 103
8.3.1 離合器組成 103
8.3.2 離合器工作原理 104
8.4 離合器設計 104
8.4.1 離合器設計要求 104
8.4.2 離合器參數設計 104
8.4.3 離合器結構設計 111
8.4.4 離合器潤滑冷卻 112
8.4.5 離合器強度、振動和應力分析 113
第9章 附件傳動繫統試驗驗證
9.1 基礎研究試驗 116
9.2 型號規定常規性試驗 117
9.3 國軍標規定試驗 118
第10章 傳動繫統常見的故障及解決措施
10.1 齒輪故障 121
10.1.1 弧齒錐齒輪輪體掉塊故障 121
10.1.2 圓柱齒輪輻板裂紋故障 122
10.1.3 轉接齒輪箱圓柱齒輪膠合故障 123
10.2 花鍵故障 124
10.2.1 中央傳動杆花鍵磨損故障 124
10.2.2 附件傳動軸花鍵磨損故障 125
10.3 軸承故障 126
10.3.1 附件傳動軸承保持架斷裂故障 126
10.3.2 中央傳動杆中間軸承磨損故障 127
第11章 附件傳動繫統未來發展趨勢
11.1 集成化設計 128
11.2 材料及工藝 128
11.3 設計分析及試驗驗證 129
11.4 電傳動 130
11.5 在線健康管理及故障診斷 130
參考文獻 131
第二篇 軸承應用設計
第12章 航空發動機滾動軸承類型與特點
12.1 滾動軸承組成與分類 137
12.2 滾動軸承特性 138
12.2.1 深溝球軸承 138
12.2.2 角接觸球軸承 138
12.2.3 圓柱滾子軸承 140
12.3 滾動軸承代號 141
第13章 航空發動機軸承類型選擇
13.1 主軸軸承 142
13.1.1 渦噴、渦扇發動機 142
13.1.2 渦軸、渦槳發動機 145
13.1.3 輔助動力裝置 150
13.2 附件傳動繫統軸承 153
13.2.1 渦噴、渦扇發動機 153
13.2.2 渦軸、渦槳發動機 155
13.2.3 輔助動力裝置 158
13.3 減速器軸承 159
13.3.1 減速器支點布局方案 159
13.3.2 減速器軸承選型及配置 160
13.3.3 減速器軸承工況 160
13.3.4 減速器軸承潤滑 161
第14章 滾動軸承設計
14.1 滾動軸承計算基礎 162
14.1.1 軸承主要幾何關繫 162
14.1.2 滾道接觸應力與變形 166
14.1.3 滾動軸承額定動、靜載荷 168
14.1.4 軸承壽命計算 169
14.1.5 軸承所需最小載荷 172
14.2 航空發動機軸承常用材料 172
14.3 軸承初步設計 174
14.3.1 輸入條件 174
14.3.2 內部參數設計 174
14.3.3 設計結果評價 176
第15章 滾動軸承的潤滑與冷卻
15.1 滾動軸承潤滑方式及其特點 177
15.2 軸承潤滑方式的選取 178
15.3 軸承潤滑結構設計 178
15.3.1 噴射潤滑 178
15.3.2 環下潤滑 179
15.3.3 其他 180
15.4 滾動軸承最小潤滑流量計算 180
第16章 滾動軸承的配合
16.1 軸承配合與遊隙的關繫 181
16.2 相配軸頸和軸承座孔設計要求 183
16.3 軸承配合量的選取 183
16.3.1 軸承配合量選取原則 183
16.3.2 公差等級和公差帶的選取 184
16.3.3 過盈套圈撥卸力計算 186
第17章 滾動軸承安裝結構及相關零部件設計
17.1 軸承的軸向定位與緊固 187
17.1.1 主軸軸承的軸向定位與緊固 187
17.1.2 附件傳動軸承的軸向定位與緊固 188
17.1.3 減速器軸承的軸向定位與緊固 189
17.2 軸承安裝與拆卸 189
17.3 軸肩和倒角設計 190
17.4 軸承預緊設計 190
17.4.1 軸承預緊的作用 190
17.4.2 軸承預緊方法 191
第18章 滾動軸承集成結構設計
18.1 常見滾動軸承集成結構及特點 193
18.2 軸承套圈固定和/或防轉結構集成設計 194
18.3 外圈集成鼠籠彈支、油膜阻尼設計 195
18.4 滾子軸承無內圈/無外圈設計 196
18.5 拉撥結構集成設計 196
第19章 滾動軸承應用設計實例
19.1 渦噴、渦扇發動機 198
19.1.1 設計要求梳理 198
19.1.2 軸承配置形式及軸承類型選擇 199
19.1.3 軸承初步設計 199
19.1.4 軸承潤滑設計 200
19.1.5 軸承配合設計 200
19.1.6 軸承安裝與拆卸設計 201
19.1.7 軸承接口設計 201
19.1.8 相鄰件設計要求 201
19.2 渦軸、渦槳發動機 201
19.2.1 設計要求梳理 201
19.2.2 軸承配置形式及軸承類型選擇 202
19.2.3 軸承初步設計 202
19.2.4 軸承潤滑設計 203
19.2.5 軸承配合設計 204
19.2.6 軸承安裝與拆卸設計 204
19.2.7 軸承接口設計 204
19.2.8 相鄰件設計要求 205
19.3 輔助動力裝置 205
19.3.1 設計要求梳理 205
19.3.2 軸承配置形式及軸承類型選擇 206
19.3.3 軸承初步設計 206
19.3.4 軸承潤滑設計 207
19.3.5 軸承配合設計 207
19.3.6 軸承安裝與拆卸設計 208
19.3.7 軸承接口設計 208
19.3.8 相鄰件設計要求 208
第20章 軸承試驗與驗證
20.1 考核性試驗 209
20.1.1 軸承試驗器試驗 209
20.1.2 發動機地面臺架試驗 210
20.1.3 飛行試驗 210
20.2 研究性試驗 210
20.2.1 異常工況下的軸承性能摸底試驗 210
20.2.2 軸承打滑度測試試驗 210
20.2.3 軸承溫度場測量試驗 210
第21章 滾動軸承失效與預防
21.1 滾動軸承常見失效形式與預防 211
21.1.1 疲勞剝落 211
21.1.2 劃傷 213
21.1.3 磨損 214
21.1.4 輕載打滑 215
21.1.5 腐蝕 216
21.1.6 零件斷裂 217
21.1.7 裝配踫傷 219
21.1.8 過熱變色 219
21.2 失效分析的一般程序 220
21.2.1 初步調查 220
21.2.2 目視檢查 221
21.2.3 補充檢查 221
21.2.4 失效機理分析 221
21.3 滾動軸承故障診斷技術 221
21.3.1 故障診斷技術分類 221
21.3.2 振動診斷技術 221
21.3.3 溫度監測技術 222
21.3.4 油液診斷技術 223
21.3.5 智能軸承監測技術 223
第22章 航空發動機軸承技術發展展望
22.1 GTF軸承 224
22.2 滑動軸承 226
22.3 空氣軸承 227
22.4 電磁軸承 228
參考文獻 230
第三篇 航空發動機滑油繫統
第23章 航空發動機滑油繫統類型
23.1 概述 233
23.2 滑油繫統的類型 234
第24章 供油繫統設計分析
24.1 供油繫統介紹 238
24.2 部件及設計要求 239
24.2.1 滑油箱 239
24.2.2 滑油過濾器 240
24.2.3 滑油泵（供油泵）242
24.2.4 滑油噴嘴 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 滑油噴嘴 246
24.4 供油繫統設計與分析 248
24.4.1 部件潤滑冷卻方式 248
24.4.2 繫統流路設計 250
24.4.3 供油繫統網絡計算 252
24.5 應急滑油繫統 255
第25章 回油繫統設計分析
25.1 回油繫統介紹 257
25.2 部件及設計要求 258
25.2.1 滑油散熱器 258
25.2.2 油氣分離器 261
25.2.3 滑油泵（回油泵）264
25.2.4 磁性檢屑器 265
25.3 部件性能分析方法 266
25.3.1 滑油散熱器 266
25.3.2 油氣分離器 269
25.4 回油繫統設計一般要求 270
第26章 通風繫統設計分析
26.1 通風繫統介紹 272
26.2 部件及設計要求 273
26.2.1 通風器 273
26.2.2 高空活門 275
26.3 部件性能分析方法 276
26.3.1 通風器 276
26.3.2 高空活門 280
26.4 通風繫統設計與分析 282
26.4.1 繫統流路設計 282
26.4.2 通風繫統網絡計算 284
26.5 滑油繫統高空性分析 286
26.5.1 滑油繫統高空性 286
26.5.2 滑油繫統高空性能計算 286
26.5.3 影響高空性能的因素 287
26.5.4 提高繫統高空性能的方法 288
第27章 軸承腔及其熱分析
27.1 航空發動機軸承腔介紹 290
27.2 軸承腔設計的基本原則 291
27.3 軸承腔熱分析 292
27.3.1 軸承腔熱源分析 293
27.3.2 軸承腔內的傳熱 296
27.3.3 軸承腔熱分析方法 300
27.4 軸承腔回油結構設計 302
27.5 軸承腔熱防護問題 303
第28章 滑油繫統設計與分析
28.1 設計要求 305
28.2 滑油繫統設計分析方法 307
28.2.1 滑油繫統設計的一般過程 307
28.2.2 滑油繫統整體循環熱分析 308
28.3 滑油繫統設計中重要問題 311
28.3.1 繫統防虹吸設計 311
28.3.2 繫統防氣塞設計 314
28.3.3 滑油消耗量控制 316
第29章 潤滑油
29.1 概述 320
29.1.1 航空潤滑油分類 320
29.1.2 國內外常用潤滑油 321
29.2 滑油性能及使用要求 326
29.2.1 潤滑油性能 326
29.2.2 潤滑油選用原則 330
29.3 滑油品質影響分析 331
29.3.1 整體氧化安定性 331
29.3.2 熱安定性 331
29.3.3 黏溫特性 332
第30章 滑油繫統試驗驗證
30.1 滑油泵試驗 333
30.1.1 滑油泵密封試驗 333
30.1.2 滑油泵地面特性試驗 333
30.1.3 滑油泵高空特性試驗 333
30.1.4 滑油泵壽命試驗 334
30.2 滑油箱試驗 334
30.2.1 滑油箱壓力試驗 334
30.2.2 滑油箱耐受壓力試驗 334
30.2.3 滑油箱爆破壓力試驗 334
30.2.4 滑油箱防火試驗 334
30.3 滑油噴嘴試驗 334
30.4 通風器試驗 334
30.4.1 通風器分離最小油滴直徑試驗 335
30.4.2 通風器分離效率特性試驗 335
30.4.3 通風器阻力特性試驗 335
30.5 油霧潤滑繫統試驗 335
30.6 滑油繫統姿態試驗 335
30.7 滑油繫統環境試驗 335
30.8 滑油附件試驗 336
第31章 繫統監測與故障診斷
31.1 概述 337
31.2 滑油繫統工作參數監測 337
31.2.1 滑油壓力監測 337
31.2.2 滑油溫度監測 338
31.2.3 滑油量 338
31.2.4 主滑油濾檢查 338
31.3 滑油中的屑末監測 339
31.4 滑油狀態監測 341
31.5 滑油繫統故障診斷 342
第32章 滑油繫統的發展展望
32.1 滑油繫統發展概述 343
32.2 高溫潤滑劑的發展和應用 343
32.3 緊湊式滑油繫統設計 344
32.4 滑油繫統組件性能優化 345
32.5 滑油繫統相關基礎研究 346
參考文獻 347
第四篇 發動機密封
第33章 發動機密封技術的發展現狀
33.1 發動機密封的分類 355
33.2 國內外發動機密封的發展現狀 356
33.2.1 發動機主軸承腔密封技術 357
33.2.2 發動機流路密封技術 357
33.2.3 發動機附件密封技術 358
第34章 發動機密封的繫統性設計
34.1 發動機密封繫統的設計流程 360
34.2 發動機密封繫統原理 360
34.3 發動機主軸承腔密封結構設計 362
34.3.1 前軸承腔密封結構設計 362
34.3.2 中軸承腔密封結構設計 362
34.3.3 後軸承腔密封結構設計 363
第35章 發動機靜密封
35.1 橡膠圈密封 365
35.1.1 概述 365
35.1.2 橡膠圈密封原理 365
35.1.3 橡膠圈密封的基本結構類型 365
35.1.4 橡膠圈密封設計 366
35.2 密封墊密封 368
35.2.1 概述 368
35.2.2 墊片分類 368
35.2.3 洩漏方式 368
35.2.4 密封機理 369
35.2.5 墊片設計 369
35.3 金屬靜密封 370
35.3.1 概述 370
35.3.2 W型封嚴環的基本結構和類型 370
35.3.3 W型封嚴環的工作原理 371
35.3.4 W型封嚴環設計 372
35.4 柔性石墨密封 374
35.4.1 概述 374
35.4.2 基本結構和類型 374
35.4.3 密封機理 375
35.4.4 柔性石墨密封環設計 375
35.5 其他型式靜密封 376
第36章 發動機動密封
36.1 發動機主軸承腔密封 377
36.1.1 篦齒密封 377
36.1.2 接觸式圓周石墨密封 381
36.1.3 開口環密封 387
36.1.4 浮環密封 391
36.2 發動機附件軸端密封 395
36.2.1 唇式密封 395
36.2.2 機械端面石墨密封 402
36.2.3 磁力密封 406
36.3 發動機流路密封 410
36.3.1 刷式密封 410
36.3.2 指尖密封 418
第37章 發動機密封材料
37.1 發動機靜密封材料 429
37.1.1 橡膠類 429
37.1.2 工程塑料類 431
37.1.3 其他類 432
37.2 發動機動密封材料 433
37.2.1 石墨類 433
37.2.2 金屬類 435
37.2.3 塗層類 437
第38章 發動機密封典型故障與分析
38.1 發動機靜密封典型故障與分析 440
38.1.1 橡膠圈密封失效與分析 440
38.1.2 密封墊密封失效與分析 442
38.1.3 金屬靜密封失效與分析 442
38.1.4 柔性石墨密封失效與分析 444
38.2 發動機動密封典型故障與分析 444
38.2.1 發動機主軸承腔密封 444
38.2.2 發動機附件軸端密封 446
38.2.3 發動機流路密封 449
第39章 發動機密封試驗驗證
39.1 發動機靜密封試驗 455
39.1.1 W型封嚴環試驗 455
39.1.2 柔性石墨密封試驗 455
39.2 發動機動密封試驗 455
39.2.1 摩擦磨損試驗 456
39.2.2 篦齒密封試驗 456
39.2.3 接觸式圓周石墨密封試驗 457
39.2.4 開口環密封試驗 457
39.2.5 浮環密封試驗 458
39.2.6 機械端面石墨密封/磁力密封試驗 458
39.2.7 刷式密封/指尖密封試驗 459
第40章 發動機密封技術發展展望
40.1 發動機密封繫統技術發展展望 460
40.2 發動機主軸承腔密封技術發展展望 461
40.3 發動機流路密封技術發展展望 462
40.4 發動機附件軸端密封技術發展展望 463
40.5 發動機密封材料發展展望 463
參考文獻 464

本書為“‘兩機’專項：航空發動機技術出版工程”叢書中“設計繫列”的機械繫統分冊。主要介紹航空發動機機械繫統的組成、各種結構形式、分析和設計方法、設計要求、試驗方法等，以及相關研究的發展歷程、現狀、目前具有的特色設計和研發成果和未來的發展趨勢。本書共四篇，分別針對機械繫統中附件傳動繫統、滾動軸承、潤滑繫統和密封四部分內容進行繫統介紹。