航空机载减速器电机与蜗杆传动结构优化设计与研究

段素爽，汤重阳， 王文凤， 王振全

(北京青云航空仪表有限公司，北京 100086)

0 引言

电机与蜗轮蜗杆传动作为航空机载减速器第一级传动结构，在高振动、高温度环境下其结构性能的优劣直接影响产品的使用寿命和飞机的安全性，所以航空机载产品的设计结构优化与装配研发过程至关重要。本文以寿命作为设计准则及综合评价标准，对航空机载减速器的电机与蜗杆传动组件性能进行设计分析研究。

1 航空机载减速器电机传动设计及断裂失效分析

1.1 电机传动结构设计

图1为电机传动组件。针对工作环境温度为-60 ℃～150 ℃的使用要求，确定电机采用高温电机，可耐温度高达200 ℃。同时为保证电机工作时散热良好，在电机安装时与外壳充分接触，并在电机与安装空腔内填充导热硅脂；电机轴直接插入蜗杆轴的孔内滑配合，蜗杆另一端采用成对装配的向心推力轴承进行定位预紧。

1.2 故障现象及模式

在与飞控系统联试的过程中，减速器(如图2所示)运转出现输出轴不转或间歇性停止现象，噪声较大，有剧烈磨损的声音。拆解减速器外壳发现蜗杆不能连续转动，进一步在装配车间分解该减速器后，发现电机轴断裂，位置处于紧靠电机前端轴的轴承端面处(如图3所示)，用5倍放大镜观察，断口大部分断裂处形状规则，属于典型的疲劳断裂。

1.3 故障原因分析

1.3.1 电机轴受力分析

根据机载减速器的设计结构，电机轴受到的力有：①传递扭矩的剪切力；②电机轴与蜗杆轴因为加工和装配不对准造成的回转弯曲循环应力；……