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礦用提升機鋼絲繩換繩車同步齒輪特性分析(6)(圖文)

時間:2024-08-15 08:36:05  點擊數(shù):


4.2 齒輪接觸壓力分析

      在有限元分析原理中,力通過各單元節(jié)點進行傳遞。當齒面接觸點隨嚙合運動經(jīng)過齒面節(jié)點位置時,會在節(jié)點處出現(xiàn)應力集中,接觸應力出現(xiàn)波動,同時接觸壓力也會出現(xiàn)波動。嚙合仿真分析之后,在有限元模型中提取一對接觸齒輪面的齒面壓力,得到接觸壓力變化圖。分析發(fā)現(xiàn),隨著齒輪嚙合,在恒定轉矩下的齒面接觸壓力雖然會出現(xiàn)波動,但是幅值趨于一個定值,且接觸壓力波動穩(wěn)定。

      如圖9所示,一次波動轉矩下,齒面接觸壓力的變化趨勢與一次波動轉矩函數(shù)基本相符;在波動轉矩到達zui高峰時,對應的齒面接觸壓力達到zui大值;與恒定轉矩相比較,一次波動轉矩的齒面接觸壓力波動幅度更大。由此可以推斷,波動轉矩的增 大也會引起應力集中幅值的增 大。

圖9 恒定轉矩與一次波動轉矩接觸壓力的對比

      如圖10所示,三角波動轉矩下齒面接觸壓力的變化趨勢與三角波動轉矩函數(shù)基本相符;當三角波動轉矩到達波峰時,所對應的zui大接觸壓力也達到zui大值;隨著三角波動轉矩開始下降到達底峰,所對應的zui大接觸壓力同樣趨于減小。與恒定轉矩相比較,雖然zui大接觸壓力的峰值變化不大,且在嚙合時間0.10~0.15s 時間內,接觸壓力處于ji小值;但當三角波動轉矩下一個波峰來臨時,其zui大接觸壓力會陡增到之前的峰值。由此可見,三角波動轉矩帶來的接觸壓力波動幅度依然很大。
 
圖10 恒定轉矩與三角波動轉矩接觸壓力的對比

      如圖11所示,指數(shù)波動轉矩下,齒面接觸壓力的變化趨勢與指數(shù)波動轉矩函數(shù)基本相符;當指數(shù)波動轉矩在0.16s 附近達到頂 峰時,所對應的接觸壓力也達到zui大值;在0~0.13s 之間,由于波動轉矩增加較緩,其接觸壓力相對穩(wěn)定;在0.13~0.16s 之間,由于指數(shù)波動轉矩陡增,其接觸壓力也從較小值直接增加到zui高點。與恒定轉矩相比較,當指數(shù)波動轉矩增加趨于平緩時,接觸壓力變化幅度與恒定轉矩變化幅度基本持平;但一旦指數(shù)波動轉矩陡增,其接觸壓力的變化幅度增 大,且幅值比恒定轉矩的幅值大很多。
 
圖11 恒定轉矩與指數(shù)波動轉矩接觸壓力的對比
 

結合圖9~11可得到結論:在恒定轉矩下,齒面接觸壓力幅值基本不變;在一次波動轉矩、三角波動轉矩、指數(shù)波動轉矩下,齒面接觸壓力幅值變化趨勢與轉矩變化趨勢基本一致。由此可見,齒面接觸壓力幅值隨轉矩變化而變化,這也表明了計算結果的合理性。



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