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本文的内容是关于齿轮修形事理及运用的履历分享,非常实用的履历总结,希望对你的事情和学习有所帮助。
齿轮传动是一种运用最广的机器传动形式,具有传动效率高、构造紧凑等特点。但由于不可避免地存在制造和安装偏差,齿轮传动装置的振动和噪声每每较大,特殊是在一些大功率传动装置中(如兆瓦级风力发电增速器、船用齿轮减速器等,以及对舒适性哀求较高的传动装置中(如汽车变速箱等),振动和噪声问题尤为突出。
齿轮修形是降落齿轮传动装置振动和噪声的一种成熟而有效的技能,近年来得到了越来越广泛的运用。齿轮修形包括齿廓修形和齿向修形,本文将对齿轮修行的基本事理以及运用情形进行先容。
一、齿廓修形事理
1、齿廓修形事理
齿轮啮合传动过程中主、被动齿轮的基节必须处处相等,从理论上讲,精确的渐开线刚性齿轮是完备能够实现上述目标的。但实际中的齿轮副均为弹性体,在一定啮协力浸染下会产生相应的弹性变形,使处于啮合线位置的主动轮和被动轮基节涌现变革,不再相等。如图1(a)所示,当齿对2进入啮入位置时,由于齿对1的变形,主动轮基节Pb1小于被动轮基节Pb2,轮齿啮入点的啮协力骤然增高,形成了常日所说的啮入冲击。与此类似,如图1(b)所示,在齿对1即将分开啮合打仗时,由于齿对2的变形,Pb1>Pb2,主动轮齿顶将沿被动轮齿根刮行,形成常日所说的啮出冲击。
为了肃清轮齿啮入和啮出冲击,常日采取齿廓修形的方法,即沿齿高方向从齿面上去除一部分材料,从而改变齿廓形状,肃清齿对在啮入、啮出位置的几何干涉。
图1 齿对在啮入、啮出位置的几何干涉
2、齿廓修形的效果剖析
齿廓修形的参数包括修形量、修形长度和修形曲线。图2为某大型风力发电齿轮增速箱输出级宽斜齿轮副传动示意图,齿轮传动参数见表1。作者运用有限元打仗剖析技能打算了未修形和不同修形参数下各啮合齿对上载荷分配情形。在小齿轮齿顶修形量为0.025mm,齿根修形量为0.05mm,修形出发点为单双齿啮合交替点,修形曲线采取二次曲线的情形下,各啮合齿对上载荷的分配情形见图3。与未修形时比较,进入啮合位置载荷低落约20%,退出啮合位置载荷低落约40%。增大修形量,啮入和啮出位置轮齿上载荷还将进一步降落。因此,齿廓修形可以显著改进齿轮传动的平稳性。
图2 有限元模型
表1 齿轮传动参数
二、齿向修形
1、齿向修形事理
齿轮传动系统在载荷的浸染下将会产生弹性变形(图4),包括轮齿的波折变形、剪切变形和打仗变形,还有支撑轴的波折变形和扭转变形。这些变形将会使轮齿的螺旋线发生畸变,导致轮齿沿一端打仗,造成载荷分布不屈均,涌现偏载征象。
图4 齿轮传动系统的变形和载荷分布
齿向修形便是根据轮齿受力后产生的变形,将齿轮螺旋角和轴向齿形按预定规律进行改动,以得到较为均匀的齿向载荷分布。
2、齿向修形效果剖析
在前例中,由于主动齿轮(大齿轮)支撑跨距小,齿轮直径大,波折、扭转变形小,因此,主动齿轮螺旋角不修形。被动齿轮(小齿轮)支撑跨距大,波折、扭转变形大,因此,只对被动齿轮进行螺旋角修形。图5为被动齿轮螺旋角修形量分别为0″、30″、46″、60″时齿向载荷的分配情形。在螺旋角没有修形的情形下(修形量为0″),载荷倾向转矩输入端;随着修形量增大,偏载征象逐步改进,在修形量为46″的情形下,承载最大的轮齿上载荷最小,载荷沿齿宽对称分布,螺旋角修形量取得最优解;再增大修形量,载荷倾向轮齿另一端。
图5 齿向载荷分布