压裂泵组合式人字齿结构轮齿修形研究

组合式人字齿轮的变形及误差会降低齿轮传动啮合性能,针对这一问题,以某型号压裂泵动力传动系统组合式人字齿轮副为例,对组合式人字齿的传动啮合特性进行了理论强度计算、误差分析、仿真修形及实验研究。首先,分析了该齿轮副的结构形式,计算了该传动系统人字齿轮副的接触及弯曲疲劳强度,并分析了影响齿轮接触及弯曲疲劳强度的因素;然后,对该齿轮结构的误差形式及补偿措施进行了分析讨论,并对齿轮轴的变形及齿部修形特性进行了理论分析;最后,基于KISS soft软件计算出了齿廓的修形量,通过对比不同修形量对齿轮副的传动误差、接触应力及啮合斑点的影响,得出了最优的修形参量,并进行了实验验证。研究结果表明:轮齿修形补偿了变形及误差对齿轮传动特性的影响,同时其传动误差峰值降低了38%,齿面线载荷降低了41.3%,齿面接触区沿齿向分布均匀化,传动啮合性能得到了较大的改善。

变位系数对齿轮齿根弯曲应力影响的研究

利用有限元法计算齿轮整个啮合过程的齿根弯曲应力,得到了不同变位系数与齿根弯曲应力的对应关系。分析结果表明,变位系数对于小齿轮齿根弯曲应力的影响较大,而对于大齿轮影响则较小。当变位系数在一定范围内变化时,齿根应力存在一个最小值。

少齿数齿轮变位系数的研究

文章对标准滚刀在最小变位系数下加工少齿数配对齿轮的齿顶厚和重合度进行了计算,推导了滚刀刀顶圆角半径与变位系数的关系,通过Ansys的APDL语言对根切和变位齿轮进行了参数化有限元建模及齿根弯曲应力分析。结果表明:采用标准滚刀选择避免根切的最小变位系数,使部分少齿数配对齿轮的重合度变小和齿顶厚变薄,无法满足使用要求;而增大滚刀刀顶圆角后的最小变位系数,既可避免根切保证较高的齿根强度,又能使重合度达到1.2和齿顶厚大于0.25m。

球磨机大齿轮磨损后的变位修复

主要对水泥厂球磨机主传动系统中的标准直齿圆柱齿轮磨损后进行变位修复进行论述。提出了修复方案,确定了变位系数,并对齿轮的根切、齿顶变尖、重合度、齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度、相对滑动率、过渡曲线有无干涉现象做出了详细的检验。对水泥和矿山机械中大齿轮的变位修复具有一定的指导意义。

修形后齿轮啮合特性的研究

用摆线对渐开线齿轮齿形进行修形。分析比较修形后的齿轮齿形及渐开线齿轮齿形的啮合特性,结果表明,在齿面接触应力、齿根弯曲应力和耐磨性等诸多方面修形齿形都要明显地优于渐开线齿形。

齿轮螺旋线修形优化研究

齿轮传动由于受制造和安装误差、齿轮弹性和热变形等因素的影响,在啮合过程中不可避免地会产生振动、冲击和偏载,从而造成齿轮效率和寿命偏低的问题。针对该问题,运用虚拟仿真验证手段,以典型外啮合直齿圆柱齿轮为研究对象开展螺旋线修形优化。结果显示,优化后齿轮表面应力分布均载程度提高78.31%,传动误差降低41%,螺旋线载荷分布系数降幅达到39.3%,接近于1。可见,螺旋线修形能够显著改善因各种因素综合引起的螺旋线偏差,改善传动状态,提高啮合质量。

不动点迭代法在齿形系数和应力修正系数计算中的应用

为了精确计算渐开线齿轮的齿形系数和应力修正系数,在计算过程中引入了不动点迭代法,并编制出计算齿形系数和应力修正系数的Matlab程序。最后,通过实例进行了验证。

齿轮弯曲疲劳试验中齿根弯曲应力计算的若干问题探讨

探讨了18Cr Ni Mo7-6渗碳淬火齿轮齿根弯曲应力计算中的若干问题:分析了计算相对齿根表面状况系数Y_(Rrel T)时,R_z的测量方向对结果准确性的影响;研究了实际抗拉强度与参考抗拉强度的偏差对计算结果的影响。利用Solid Works中的Simulation对齿根弯曲应力进行仿真分析,解析结果与理论计算结果相近,验证了理论计算结果的准确性。