热能动力工程

作者：刘震,戴光昊,王超,李剑钊

单位：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,

关键词：行星齿轮连接;时变啮合刚度;双转子系统;不平衡响应;

双转子汽轮机采用行星齿轮连接耦合其内、外转子实现功率传递，相对于传统单转子能够有效降低最高工作转速，获得良好的动力学性能。以一种含行星齿轮连接条件的对转双转子系统为研究对象，基于MASTA内置算法，计算了行星齿轮传递误差、时变啮合刚度，建立考虑行星齿轮实际啮合过程的内、外转子耦合动力学模型，并对该模型的固有特性和不平衡响应等开展了计算分析。结果发现：双转子系统前两阶固有频率相对于主激励的单转子固有频率提高超过10%。振型包括了内转子主激励、外转子主激励以及内外转子耦合振型。通过谐响应法对内、外转子不平衡响应进行计算，得到支承轴承处内、外转子分别单独激励时的升转速扫频曲线以及工作状态下振动响应频谱图，发现转子振动通过行星齿轮传递会产生衰减。对比相同体积、相同功率输出的单、双转子振动响应，发现双转子结构振动幅值在X、Y方向分别降低为单转子的24.4%、39.7%，双转子系统具有更好的动力学性能。该研究可为含行星齿轮连接条件的对转双转子系统振动噪声控制提供技术支撑。

来源：2025年第11期

《热能动力工程》期刊编辑部

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