雙圓弧齒輪傳動(dòng)比漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)具有承載能力高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在石油、化工、礦山、冶金等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。在新型井下驅(qū)動(dòng)雙螺桿泵中，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)螺桿同步運(yùn)轉(zhuǎn)和功率分流的雙圓弧齒輪是決定泵工作能力的關(guān)鍵部件。泵掛深度超過(guò)1200m、沉沒(méi)度超過(guò)500m（雙螺桿泵整體浸泡在原油中）、井底溫度超過(guò)80℃、設(shè)備不間斷工作30個(gè)月、同步齒輪箱內(nèi)充滿潤(rùn)滑油、動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)速度3000r／min左右、傳遞功率45kW，同時(shí)由于井筒空間限制，泵體直徑≤140mm，且潤(rùn)滑油得不到更換和補(bǔ)充，狹小的空間又不利于散熱等非常規(guī)工況條件又對(duì)雙圓弧齒輪的工作能力提出了更高的設(shè)計(jì)要求。本文的主要研究?jī)?nèi)容為：（1）分析了雙圓弧齒輪跑合前的齒廓方程，建立了有限元接觸計(jì)算在靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的分析模型。并計(jì)算討論了雙圓弧齒輪的接觸、彎曲強(qiáng)度；測(cè)試了齒輪彎曲應(yīng)力以驗(yàn)證接觸模型的正確性。（2）研究了雙圓弧齒輪跑合仿真計(jì)算的基本原理，以ANSYS接觸算法為子程序建立了雙圓弧齒輪跑合仿真模型，對(duì)一對(duì)雙圓弧齒輪進(jìn)行了跑合仿真以預(yù)測(cè)所采用的跑合措施的效果，并與跑合前的計(jì)算結(jié)果做了比較。（3）針對(duì)雙圓弧齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)劃分熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，建立... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1一1雙螺桿多相流混輸泵結(jié)構(gòu)示意圖

力機(jī)械采油設(shè)備之一。在雙螺桿多相泵和地面驅(qū)動(dòng)單螺桿泵多年研發(fā)的基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目組首次研制了井下驅(qū)動(dòng)雙螺桿多相泵，其方案如圖1一2所示。整套裝置由井下驅(qū)動(dòng)電機(jī)、撓性軸、同步齒輪箱、軸向力平衡部件、密封部件、原油入口、螺桿增壓部件和原油出口8段組成，其中螺桿采用原油介質(zhì)潤(rùn)滑，撓性軸、齒輪、軸向力平衡部件采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，兩種介質(zhì)用密封部件隔開(kāi)。 .........… ……、、、、、、、、、、、、 、 }}}}}}}}}「’.”’ }}}口口 口竺 竺 竺竺竺川飛廠『1黑 :::::::::廠 廠 廠廠廠廠廠廠廠廠廠廠廠廠了了lll，、 、 圖1一2井下驅(qū)動(dòng)螺桿泵方案示意圖在新型井下驅(qū)動(dòng)雙螺桿泵中，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)螺桿同步運(yùn)轉(zhuǎn)及功率分流作用的同步齒輪是決定泵工作性能的關(guān)鍵部件之一，其工作環(huán)境為:泵掛深度超過(guò)1200m、沉沒(méi)度超過(guò)SO0m(雙螺桿泵整體浸泡在原油中)、井底溫度超過(guò)80OC、設(shè)備不間斷工作30個(gè)月、同步齒輪箱內(nèi)充滿潤(rùn)滑油、動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)速度3000r/而n左右、傳遞功率45kw;同時(shí)，由于受井筒空間限制，泵體直徑=14OInln，且潤(rùn)滑油得不到更換和補(bǔ)充

以施加在主控節(jié)點(diǎn)上，這樣做使得模型具有大變形模擬功能。在主控節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)點(diǎn)單元Mass21，圖中的細(xì)線表示自由度藕合關(guān)系。圖2一6傳統(tǒng)靜態(tài)接觸模型低低低圖2一7新型靜態(tài)接觸主動(dòng)輪模型由于雙圓弧齒輪是多點(diǎn)嚙合，同時(shí)有可能有幾對(duì)齒參與接觸，因此接觸模型中應(yīng)該包含所有參與接觸的齒對(duì)。通過(guò)接觸計(jì)算齒對(duì)間的載荷分配比例可以自動(dòng)確定，這大大方便了計(jì)算過(guò)程。根據(jù)分析，本章所選擇的齒輪副同時(shí)接觸的齒對(duì)最多為4個(gè)，而齒數(shù)最多為3個(gè)，因此建立了3齒接觸模型，如圖2一8所示。2.2.7靜態(tài)接觸分析為了簡(jiǎn)化計(jì)算，接觸應(yīng)力最大值以齒寬中部受載為準(zhǔn)，因?yàn)檫@個(gè)位置輪齒剛度最大，相應(yīng)分配的載荷也最大。而齒根應(yīng)力則要考慮載荷和齒寬的影響，因此本章計(jì)算了兩個(gè)接觸位置:兩點(diǎn)接觸情況下的齒寬中部受載和端部受載。根據(jù)螺桿泵的工作需要

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]42CrMo材料硬齒面齒輪全壽命試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析[J]. 陳舉華,徐楠,安艷秋.  機(jī)械傳動(dòng). 2005(05)
[2]基于奇異譜分析的軸承溫度趨勢(shì)預(yù)測(cè)及其應(yīng)用(英文)[J]. 韓鳳琴,桂中華,久保田喬.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(09)
[3]預(yù)測(cè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)安全疲勞壽命的一種新數(shù)值方法[J]. 李洪雙,呂震宙.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(04)
[4]溫度變化對(duì)圓柱齒輪齒形的影響[J]. 李桂華,費(fèi)業(yè)泰.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2005(02)
[5]大型回轉(zhuǎn)零件有限元熱與瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)耦合分析[J]. 張耀滿,王旭東,李明達(dá).  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2005(01)
[6]疲勞能量方法研究回顧[J]. 童小燕,姚磊江,呂勝利.  機(jī)械強(qiáng)度. 2004(S1)
[7]熱結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的耦合靈敏度分析方法[J]. 顧元憲,劉濤,亢戰(zhàn),趙國(guó)忠.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2004(05)
[8]溫度變化對(duì)嚙合齒輪側(cè)隙的影響[J]. 李桂華,費(fèi)業(yè)泰.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(10)
[9]制動(dòng)鼓的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析[J]. 馬迅,秦劍.  湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(03)
[10]旋轉(zhuǎn)齒輪瞬時(shí)接觸應(yīng)力和溫度的分析模擬[J]. 龍慧,張光輝,羅文軍.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2004(08)

博士論文
[1]高速重載齒輪傳動(dòng)熱彈變形及非線性耦合動(dòng)力學(xué)研究[D]. 李紹彬.重慶大學(xué) 2004
[2]非均勻溫度場(chǎng)中機(jī)械零部件熱變形的理論及應(yīng)用研究[D]. 胡鵬浩.合肥工業(yè)大學(xué) 2001
[3]空間可展桁架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與熱分析[D]. 張淑杰.浙江大學(xué) 2001

碩士論文
[1]金屬雙螺桿泵螺桿轉(zhuǎn)子性能分析[D]. 李碧浩.西北工業(yè)大學(xué) 2006
[2]某火炮傳動(dòng)系統(tǒng)隨機(jī)載荷下齒輪疲勞壽命預(yù)測(cè)方法研究[D]. 袁菲.西北工業(yè)大學(xué) 2006
[3]轉(zhuǎn)爐托圈機(jī)械—熱應(yīng)力耦合三維非線性分析[D]. 吳林峰.南京理工大學(xué) 2005
[4]三維網(wǎng)格模型的快速碰撞檢測(cè)及相交體計(jì)算[D]. 羅楓.浙江大學(xué) 2005
[5]雙圓弧齒輪的接觸分析研究及應(yīng)用[D]. 郭輝.西北工業(yè)大學(xué) 2005
[6]雙圓弧齒輪傳動(dòng)的嚙合特性及應(yīng)力的有限元分析[D]. 陳胡興.南京航空航天大學(xué) 2005



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