乏燃料反应器面齿轮传动的动载特性

郭明超; 张菊; 徐磊; 阚琛

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2023.06.005

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乏燃料反应器面齿轮传动的动载特性

理论研究 | 更新时间：2023-08-14

- 乏燃料反应器面齿轮传动的动载特性
- Dynamic Load Performance of a Face Gear Drive in a Spent Fuel Reactor
- 机械传动 2023年47卷第6期页码：27-33
- 作者机构：
  
  中国核电工程有限公司，北京 100840
- 作者简介：
  
  郭明超（1989— ），男，北京人，硕士研究生，工程师；研究方向为核电站乏燃料后处理化工非标设备设计；guomingchao6297@163.com。
  张菊（1991— ），女，江苏宿迁人，硕士研究生，工程师；研究方向为核电站乏燃料后处理化工非标设备设计；964595958@qq.com。
- 基金信息：
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.06.005
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2023-06-15，
  
  收稿日期：2022-04-20，
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郭明超,张菊,徐磊等.乏燃料反应器面齿轮传动的动载特性[J].机械传动,2023,47(06):27-33.

Guo Mingchao,Zhang Ju,Xu Lei,et al.Dynamic Load Performance of a Face Gear Drive in a Spent Fuel Reactor[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(06):27-33.
郭明超,张菊,徐磊等.乏燃料反应器面齿轮传动的动载特性[J].机械传动,2023,47(06):27-33. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.06.005.

Guo Mingchao,Zhang Ju,Xu Lei,et al.Dynamic Load Performance of a Face Gear Drive in a Spent Fuel Reactor[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(06):27-33. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.06.005.

摘要

乏燃料反应器中的主传动系统为面齿轮传动，其处在高温浓硝酸中工作且要求地震条件下不被损坏，为合理设计其强度，研究了该面齿轮传动的动载特性。阐述了面齿轮啮合原理和特性；基于集中质量法建立了面齿轮传动的动力学模型，考虑了制造与安装误差、时变啮合刚度、齿面腐蚀、地震等因素对其动载特性的影响，推导了面齿轮传动系统的微分方程；利用龙格库塔法求解该微分方程，获得了安装误差、地震和腐蚀等因素作用下面齿轮传动的动载荷，进一步分析了激励因素对动载系数的影响规律。结果表明，腐蚀和地震是引起动载系数大幅增加的关键因素；在所考虑的多因素综合作用下，动载荷小于驱动载荷的2倍。

Abstract

The main transmission system in a spent fuel reactor is a face gear drive

which works in concentrated nitric acid with high-temperature

and requires not to be damaged under earthquake. To design its strength reasonably

the dynamic performance of the face gear drive is studied. Its meshing principle and characteristics are briefly elaborated. The dynamic model of the face gear drive is established based on the centralized mass method.The influence of factors such as manufacturing errors and misalignments

time-varying meshing stiffness

corrosion on tooth surfaces

earthquakes on the dynamic performance are taken into consideration to deduce the differential equations of the face gear drive. Runge-Kutta method is applied to solve the differential equation

the dynamic loads under excitations of misalignment

earthquake and corrosion are obtained

and the influence law of these excitations on the dynamic load coefficient is further analyzed. The corrosion and earthquake are the key factors that cause significant increase of dynamic load coefficients

the dynamic load caused by the combined action of the considered various factors is less than twice the driving load.

关键词

乏燃料反应器面齿轮传动啮合刚度动载系数

Keywords

Spent fuelReactorFace gear driveMeshing stiffnessDynamic load coefficient

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