风电齿轮螺旋角修形方式的探讨

风电齿轮齿向螺旋角修形方式主流的有对称修形、平行修形和完全不对称修形等3种方式。文中讨论并对比了比较常用的对称修形和平行修形的差异及优劣,平行修形的螺旋角制造技术,最后以某2 MW风电齿轮箱为例展示了对称修形和平行修形在高速级上的应用及齿面啮合情况分析。

风电齿轮螺旋角修形方式的探讨

渐开线圆柱齿轮具有传动平稳、结构紧凑、便于制造、易于维护、承载能力大、使用寿命长等优点。但是,由于各种原因不可避免地会出现啮入、啮出冲击、载荷突变、速度波动及由不同振型、频率组成的各阶振动,从而降低传动精度、缩短使用寿命、降低承载能力、增大振动噪声。风电齿轮采用的就是渐开线圆柱齿轮,但是因其使用条件较恶劣,维护成本较高,对系统的振动和噪声等有严格的要求,需要采用修形技术对啮合条件进行改善。

某主动齿轮优化设计及试验研究

文章针对某型号齿轮箱在上线运营过程中主动齿轮出现齿面剥离的问题,分析了出现齿面剥离失效的主要原因,并通过仿真计算及试验验证相结合的方法给予优化设计及试验验证。分析表明,造成主动齿轮失效的主要原因是轮齿在运转过程中的齿面接触不均,对角接触明显,造成齿轮局部线载荷大,接触应力高。通过计算分析,对主动齿轮的修形进行了优化设计,在原齿向修鼓的基础上增加了螺旋角修形。计算及试验结果表明,对主动齿轮增加螺旋角修形后,计算显示齿面偏载现象明显改善,齿面最大接触应力较优化前下降了22%,试验结果则验证了计算的正确性。

计入轴线偏差的斜齿轮副齿面磨损分析

针对齿轮轴线偏差会加剧齿面磨损的问题,提出了一种综合了数值仿真和有限元的方法,对齿面磨损进行了仿真分析。以单对斜齿轮副为研究对象,基于Archard磨损公式,建立了计入轴线偏差的齿面磨损深度解析模型;在此基础上,分析了轮齿螺旋角修形、渐开线鼓形修形对齿面最大磨损深度的影响,并据此制定了减缓齿面磨损的轮齿综合修形策略。研究结果表明:同一工况下,斜齿轮垂直平面轴线偏差比水平轴线偏差对齿面磨损的影响更为显著;采用渐开线鼓形修形与螺旋角修形的综合修形方式可降低齿轮轴线偏差对齿面磨损的影响;该研究结果可为减缓齿面磨损过程制定出合适的修形策略。

柴油机斜齿轮接触应力分析及改善研究

针对柴油机传动齿轮结构特点,以某曲轴斜齿轮副为研究对象,运用三维接触有限元方法,计算分析了齿轮齿向接触应力分布及结构参数对其的影响,与常规理论方法计算结果吻合,说明有限元计算齿轮啮合接触应力结果合理、可信。研究表明该齿轮接触应力分布不均是由大的轴向弯曲变形导致两齿轮沿齿向的传动间隙不等引起,并运用螺旋角修形使齿向接触应力分布大为改善,为齿轮设计提供参考依据。