變位系數(shù)對(duì)高轉(zhuǎn)速齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的改善研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-31 22:42
齒輪傳動(dòng)具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),被廣泛運(yùn)用于各類機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中。對(duì)齒輪副選取合適的變位系數(shù)可以使之適應(yīng)各種工作環(huán)境并保持很好的傳動(dòng)質(zhì)量。本研究主要解決電動(dòng)綠籬機(jī)高速齒輪副在運(yùn)行時(shí)的噪音大、溫度高等問題。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于此類新興電動(dòng)設(shè)備傳動(dòng)齒輪的研究較少,缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)參考。本研究以現(xiàn)有電動(dòng)綠籬機(jī)齒輪箱高速軸齒輪副的工況為基礎(chǔ),分析了變位系數(shù)對(duì)高轉(zhuǎn)速、沖擊載荷下齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)質(zhì)量的影響。最終希望能將相應(yīng)的研究結(jié)果與方法用于指導(dǎo)后續(xù)類似設(shè)備的齒輪副設(shè)計(jì)。文中采用三維建模軟件NX10.0對(duì)現(xiàn)有綠籬機(jī)高速軸齒輪副建模,然后通過有限元分析軟件ANSYS對(duì)其主、從動(dòng)齒輪進(jìn)行了熱應(yīng)力、最大變形量、最大主應(yīng)力分析,并完成了該齒輪副疲勞壽命計(jì)算。對(duì)比主、從動(dòng)齒輪的總變形量與其生產(chǎn)圖紙的設(shè)計(jì)公差,得出現(xiàn)有的主、從動(dòng)齒輪及齒輪箱的相應(yīng)尺寸公差設(shè)計(jì)不合理;通過對(duì)主、從動(dòng)齒輪的疲勞壽命計(jì)算,得出主、從動(dòng)齒輪的疲勞壽命相差很大,根據(jù)木桶原理得出現(xiàn)有變位系數(shù)選取的不合理。文中在不改變現(xiàn)有齒輪傳動(dòng)參數(shù)前提下,從齒輪副的變位系數(shù)著手以優(yōu)化現(xiàn)有齒輪副參數(shù)為目的,對(duì)主、從動(dòng)齒輪進(jìn)行了相應(yīng)的分組分析。文...
【文章來(lái)源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
高速軸齒輪副嚙合三維圖
圖 2-2 高速軸齒輪副嚙合效果圖據(jù)漸開線齒輪的齒形函數(shù)關(guān)系式,以及嚙合時(shí)的動(dòng)態(tài)過程可知,齒輪齒輪節(jié)圓公差以及主、從動(dòng)齒輪中心距間存在式 2-2 的關(guān)系。 =∑ 入公差極限范圍可以求出 的范圍為[-0.117,0.263]mm。處僅只考慮了齒輪及齒輪箱設(shè)計(jì)的尺寸公差引起的齒輪副嚙合間隙的慮齒輪中心軸的誤差以及安裝時(shí)的軸承誤差等外在其他因素。同時(shí)此間隙是齒輪常態(tài)下存在的間隙范圍,考慮到齒輪工作時(shí),加上負(fù)載后變形量需要在后續(xù)進(jìn)一步的進(jìn)行計(jì)算。從相應(yīng)的設(shè)計(jì)公差上分析得出,此處的齒輪公差與固定齒輪的齒輪箱得不盡合理。其中嚙合間隙存在負(fù)值的可能性,這解釋了現(xiàn)有的設(shè)備動(dòng)齒輪兩端的軸承損壞的現(xiàn)象。負(fù)值的間隙將直接作用到軸承上,這命性的破壞影響?紤]到齒輪因?yàn)闊嶙冃巍⒓虞d后的變形,此負(fù)值嚙合將進(jìn)一步擴(kuò)大,故而需要在后續(xù)的設(shè)計(jì)分析中避免此情況發(fā)生。
圖 2-3 Premax 數(shù)據(jù)分析結(jié)果圖通過分析對(duì)應(yīng)的振動(dòng)數(shù)據(jù)關(guān)系可以得出,在此時(shí)齒輪箱三個(gè)方向下的振動(dòng)情況如表 2-2 所示。表 2-2 齒輪箱的振動(dòng)結(jié)果X 方向 Y 方向 Z 方向最高頻率/103Hz205.3 193.5 103.9最大振幅/10-3mm2.53 1.34 7.65從表中可以看出設(shè)備的嚙合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)頻率屬于中頻,振幅較大,這樣的振動(dòng)下很容易引起操作者的不適。同時(shí)此類振動(dòng)也將影響設(shè)備其他采用螺釘連接的部位,易造成連接部位松動(dòng)。為了進(jìn)一步說明現(xiàn)有電動(dòng)綠籬機(jī)的工況效果,在此處對(duì)同型號(hào)的燃油機(jī)綠籬機(jī)同時(shí)進(jìn)行了空載工作時(shí)的外部工況測(cè)量,結(jié)果如表 2-3 所示。表 2-3 油電綠籬機(jī)工況測(cè)試對(duì)比表工作電壓/V 工作電流/A空載續(xù)航時(shí)間/h工作溫度/℃ 工作噪音/dB
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]滲碳齒輪鋼噴丸強(qiáng)化工藝試驗(yàn)研究[J]. 張媛媛,楊柳,陳麗輝. 機(jī)械傳動(dòng). 2018(08)
[2]基于ANSYS Workbench的齒輪彎曲疲勞壽命分析[J]. 劉本學(xué),郭沛東,徐科飛,張二亮. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(02)
[3]一種電動(dòng)工具用高速電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)[J]. 黃平林,羅妤. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(01)
[4]基于Matlab的漸開線少齒差行星齒輪變位系數(shù)取值方法研究[J]. 馮定,楊行,馮一璟,王杰,向正新,吳晗. 機(jī)械傳動(dòng). 2017(07)
[5]變位面齒輪副承載特性分析及變位系數(shù)優(yōu)化[J]. 付學(xué)中,方宗德,侯祥穎,李建華. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[6]高速列車齒輪箱潤(rùn)滑性能優(yōu)化與熱平衡溫度分析[J]. 劉杰,劉世軍,徐文博,王峰,郭鵬輝. 機(jī)械傳動(dòng). 2017(04)
[7]基于包絡(luò)精確算法的漸開線齒廓諧波齒輪側(cè)隙計(jì)算[J]. 王永強(qiáng),張志永. 機(jī)電工程技術(shù). 2017(03)
[8]少齒數(shù)非對(duì)稱齒輪參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)影響分析[J]. 陳庭. 機(jī)械傳動(dòng). 2017(03)
[9]高變位齒輪的修形及降噪分析[J]. 王成剛,晏芙蓉,何凡,孫寶坤,曲令帥,游應(yīng)強(qiáng). 工具技術(shù). 2017(02)
[10]雙漸開線齒輪傳動(dòng)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)模擬分析[J]. 樊智敏,王瑞雪,周萬(wàn)峰. 機(jī)械強(qiáng)度. 2017(01)
碩士論文
[1]含齒根裂紋斜齒圓柱齒輪接觸應(yīng)力及模態(tài)分析[D]. 孔軍廷.江西理工大學(xué) 2016
[2]固體潤(rùn)滑涂層齒輪傳動(dòng)溫度場(chǎng)分析[D]. 李寧.重慶大學(xué) 2015
[3]某型直升機(jī)主減速器分扭傳動(dòng)軸系熱分析研究[D]. 彭杰.中南大學(xué) 2014
[4]潤(rùn)滑對(duì)齒輪傳動(dòng)性能和疲勞壽命影響規(guī)律研究[D]. 劉恒.武漢理工大學(xué) 2013
[5]行星錐盤無(wú)級(jí)變速器參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)和熱場(chǎng)分析[D]. 程偉華.西安理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3314312
【文章來(lái)源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
高速軸齒輪副嚙合三維圖
圖 2-2 高速軸齒輪副嚙合效果圖據(jù)漸開線齒輪的齒形函數(shù)關(guān)系式,以及嚙合時(shí)的動(dòng)態(tài)過程可知,齒輪齒輪節(jié)圓公差以及主、從動(dòng)齒輪中心距間存在式 2-2 的關(guān)系。 =∑ 入公差極限范圍可以求出 的范圍為[-0.117,0.263]mm。處僅只考慮了齒輪及齒輪箱設(shè)計(jì)的尺寸公差引起的齒輪副嚙合間隙的慮齒輪中心軸的誤差以及安裝時(shí)的軸承誤差等外在其他因素。同時(shí)此間隙是齒輪常態(tài)下存在的間隙范圍,考慮到齒輪工作時(shí),加上負(fù)載后變形量需要在后續(xù)進(jìn)一步的進(jìn)行計(jì)算。從相應(yīng)的設(shè)計(jì)公差上分析得出,此處的齒輪公差與固定齒輪的齒輪箱得不盡合理。其中嚙合間隙存在負(fù)值的可能性,這解釋了現(xiàn)有的設(shè)備動(dòng)齒輪兩端的軸承損壞的現(xiàn)象。負(fù)值的間隙將直接作用到軸承上,這命性的破壞影響?紤]到齒輪因?yàn)闊嶙冃巍⒓虞d后的變形,此負(fù)值嚙合將進(jìn)一步擴(kuò)大,故而需要在后續(xù)的設(shè)計(jì)分析中避免此情況發(fā)生。
圖 2-3 Premax 數(shù)據(jù)分析結(jié)果圖通過分析對(duì)應(yīng)的振動(dòng)數(shù)據(jù)關(guān)系可以得出,在此時(shí)齒輪箱三個(gè)方向下的振動(dòng)情況如表 2-2 所示。表 2-2 齒輪箱的振動(dòng)結(jié)果X 方向 Y 方向 Z 方向最高頻率/103Hz205.3 193.5 103.9最大振幅/10-3mm2.53 1.34 7.65從表中可以看出設(shè)備的嚙合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)頻率屬于中頻,振幅較大,這樣的振動(dòng)下很容易引起操作者的不適。同時(shí)此類振動(dòng)也將影響設(shè)備其他采用螺釘連接的部位,易造成連接部位松動(dòng)。為了進(jìn)一步說明現(xiàn)有電動(dòng)綠籬機(jī)的工況效果,在此處對(duì)同型號(hào)的燃油機(jī)綠籬機(jī)同時(shí)進(jìn)行了空載工作時(shí)的外部工況測(cè)量,結(jié)果如表 2-3 所示。表 2-3 油電綠籬機(jī)工況測(cè)試對(duì)比表工作電壓/V 工作電流/A空載續(xù)航時(shí)間/h工作溫度/℃ 工作噪音/dB
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]滲碳齒輪鋼噴丸強(qiáng)化工藝試驗(yàn)研究[J]. 張媛媛,楊柳,陳麗輝. 機(jī)械傳動(dòng). 2018(08)
[2]基于ANSYS Workbench的齒輪彎曲疲勞壽命分析[J]. 劉本學(xué),郭沛東,徐科飛,張二亮. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(02)
[3]一種電動(dòng)工具用高速電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)[J]. 黃平林,羅妤. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(01)
[4]基于Matlab的漸開線少齒差行星齒輪變位系數(shù)取值方法研究[J]. 馮定,楊行,馮一璟,王杰,向正新,吳晗. 機(jī)械傳動(dòng). 2017(07)
[5]變位面齒輪副承載特性分析及變位系數(shù)優(yōu)化[J]. 付學(xué)中,方宗德,侯祥穎,李建華. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[6]高速列車齒輪箱潤(rùn)滑性能優(yōu)化與熱平衡溫度分析[J]. 劉杰,劉世軍,徐文博,王峰,郭鵬輝. 機(jī)械傳動(dòng). 2017(04)
[7]基于包絡(luò)精確算法的漸開線齒廓諧波齒輪側(cè)隙計(jì)算[J]. 王永強(qiáng),張志永. 機(jī)電工程技術(shù). 2017(03)
[8]少齒數(shù)非對(duì)稱齒輪參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)影響分析[J]. 陳庭. 機(jī)械傳動(dòng). 2017(03)
[9]高變位齒輪的修形及降噪分析[J]. 王成剛,晏芙蓉,何凡,孫寶坤,曲令帥,游應(yīng)強(qiáng). 工具技術(shù). 2017(02)
[10]雙漸開線齒輪傳動(dòng)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)模擬分析[J]. 樊智敏,王瑞雪,周萬(wàn)峰. 機(jī)械強(qiáng)度. 2017(01)
碩士論文
[1]含齒根裂紋斜齒圓柱齒輪接觸應(yīng)力及模態(tài)分析[D]. 孔軍廷.江西理工大學(xué) 2016
[2]固體潤(rùn)滑涂層齒輪傳動(dòng)溫度場(chǎng)分析[D]. 李寧.重慶大學(xué) 2015
[3]某型直升機(jī)主減速器分扭傳動(dòng)軸系熱分析研究[D]. 彭杰.中南大學(xué) 2014
[4]潤(rùn)滑對(duì)齒輪傳動(dòng)性能和疲勞壽命影響規(guī)律研究[D]. 劉恒.武漢理工大學(xué) 2013
[5]行星錐盤無(wú)級(jí)變速器參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)和熱場(chǎng)分析[D]. 程偉華.西安理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3314312
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