掘進機R87齒輪減速機彎曲疲勞壽命分析

文章(zhang)出處：admin 人氣：發表時間：2019-09-22 16:46

掘進機(ji)R87齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)減(jian)(jian)速(su)機(ji)彎曲(qu)疲(pi)勞壽命分(fen)析。齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)減(jian)(jian)速(su)機(ji)由于傳動平穩(wen)、承載能力(li)強(qiang)等特(te)點，在橫(heng)軸掘進機(ji)中應用十分(fen)廣泛(fan)，由于掘進機(ji)工作時負荷大，經常處于超載或載荷不穩(wen)定的(de)環境，輪(lun)(lun)齒(chi)(chi)(chi)折(zhe)(zhe)斷是其(qi)齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)減(jian)(jian)速(su)機(ji)主要(yao)(yao)的(de)失效(xiao)形式，而且輪(lun)(lun)齒(chi)(chi)(chi)折(zhe)(zhe)斷對齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)減(jian)(jian)速(su)電機(ji)具有破(po)壞(huai)性損壞(huai)，會造成巨大經濟(ji)損失，因此(ci)精(jing)確(que)分(fen)析計算(suan)(suan)齒(chi)(chi)(chi)根彎曲(qu)疲(pi)勞壽命，對橫(heng)軸掘進機(ji)用齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)減(jian)(jian)速(su)機(ji)設計具有重(zhong)要(yao)(yao)意義。目前計算(suan)(suan)齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)減(jian)(jian)速(su)電機(ji)傳動彎曲(qu)疲(pi)勞壽命方法主要(yao)(yao)有兩種：傳統計算(suan)(suan)方法和有限元法。

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由(you)于(yu)(yu)斜齒(chi)輪(lun)與直齒(chi)輪(lun)的結構(gou)特點及嚙(nie)合原(yuan)理(li)相差甚(shen)遠，因此傳統方(fang)(fang)法(fa)的計算(suan)精(jing)(jing)度難(nan)以得到(dao)保(bao)證(zheng)。與傳統方(fang)(fang)法(fa)相比(bi)，有限元法(fa)可以對齒(chi)輪(lun)減(jian)速(su)機齒(chi)輪(lun)齒(chi)根疲勞壽命(ming)進(jin)行精(jing)(jing)確分(fen)析，但(dan)現有方(fang)(fang)法(fa)大(da)多基于(yu)(yu)靜(jing)力學分(fen)析，由(you)于(yu)(yu)齒(chi)輪(lun)減(jian)速(su)機傳動齒(chi)輪(lun)重合度大(da)，接觸(chu)線(xian)瞬時變化(hua)，載荷沿(yan)接觸(chu)線(xian)呈非線(xian)性(xing)變化(hua)，難(nan)以精(jing)(jing)確求取惡嚙(nie)合位置(zhi)及對應(ying)的限應(ying)力，通常(chang)采用近似方(fang)(fang)法(fa)求得，且(qie)將載荷簡(jian)化(hua)為沿(yan)接觸(chu)線(xian)均勻分(fen)布，因此精(jing)(jing)度和穩(wen)定性(xing)同樣難(nan)以保(bao)證(zheng)。

齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)減(jian)速電機(ji)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)彎(wan)(wan)曲疲勞壽命(ming)分析(xi)流程：齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)副彎(wan)(wan)曲疲勞為變應力作(zuo)用(yong)下的(de)(de)高周(zhou)(zhou)疲勞，彎(wan)(wan)曲疲勞壽命(ming)主要取決于極限齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)根(gen)彎(wan)(wan)曲應力和齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)材料特性(xing)，齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)減(jian)速機(ji)斜(xie)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)副傳動重合(he)(he)(he)(he)(he)度大(da)，通常情(qing)況下為多對齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)同時(shi)嚙合(he)(he)(he)(he)(he)，接觸(chu)(chu)線(xian)(xian)(xian)沿(yan)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)寬方(fang)向(xiang)為斜(xie)直(zhi)線(xian)(xian)(xian)，齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)伺服減(jian)速機(ji)在嚙合(he)(he)(he)(he)(he)過程中(zhong)(zhong)接觸(chu)(chu)線(xian)(xian)(xian)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)和總長(chang)度瞬(shun)時(shi)變化，不同的(de)(de)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)副在周(zhou)(zhou)期(qi)性(xing)嚙合(he)(he)(he)(he)(he)過程中(zhong)(zhong)輪(lun)(lun)(lun)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)大(da)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)根(gen)彎(wan)(wan)曲應力的(de)(de)大(da)小及對應的(de)(de)嚙合(he)(he)(he)(he)(he)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)各不相同，必須對齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)副的(de)(de)嚙合(he)(he)(he)(he)(he)過程進行系統完整地仿真分析(xi)，求得齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)根(gen)應力周(zhou)(zhou)期(qi)性(xing)載荷(he)譜及齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)根(gen)劣加(jia)載位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)，才(cai)能對齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)減(jian)速電機(ji)中(zhong)(zhong)斜(xie)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)根(gen)彎(wan)(wan)曲疲勞壽命(ming)進行精確(que)分析(xi)。

齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)根惡嚙(nie)(nie)合(he)(he)(he)位(wei)置的(de)精確(que)確(que)定：齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)減(jian)速(su)機齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)根彎(wan)曲疲勞(lao)分(fen)析(xi)是針(zhen)對惡嚙(nie)(nie)合(he)(he)(he)位(wei)置損傷系數的(de)計算。按照(zhao)瞬態(tai)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)力學分(fen)析(xi)方法，在齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)減(jian)速(su)電機齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)副嚙(nie)(nie)合(he)(he)(he)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)面(mian)間建立接(jie)觸時(shi)(shi)，主動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)輪(lun)(lun)(lun)和從(cong)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)輪(lun)(lun)(lun)的(de)內(nei)表面(mian)通過剛性耦(ou)合(he)(he)(he)使(shi)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)的(de)各(ge)自(zi)旋轉(zhuan)單元(yuan)(yuan)集中(zhong)在齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)的(de)中(zhong)心部位(wei)。從(cong)而可(ke)(ke)采(cai)用多點約束技術模擬齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)，根據(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)減(jian)速(su)機的(de)運動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)特性，給主動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)輪(lun)(lun)(lun)施加轉(zhuan)速(su)，從(cong)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)輪(lun)(lun)(lun)施加轉(zhuan)矩。為了使(shi)分(fen)析(xi)結果可(ke)(ke)靠有效，設置的(de)時(shi)(shi)間載荷須考慮齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)的(de)轉(zhuan)速(su)及(ji)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)副的(de)重合(he)(he)(he)度大(da)小，保證分(fen)析(xi)時(shi)(shi)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)副至少(shao)有對輪(lun)(lun)(lun)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)經歷過完整的(de)嚙(nie)(nie)入嚙(nie)(nie)出周期。通過瞬態(tai)分(fen)析(xi)，可(ke)(ke)以(yi)得(de)到(dao)斜齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)副有限元(yuan)(yuan)模型在任意(yi)時(shi)(shi)刻嚙(nie)(nie)合(he)(he)(he)的(de)應(ying)(ying)(ying)力和應(ying)(ying)(ying)變分(fen)布情況(kuang)及(ji)變化規律(lv)，輪(lun)(lun)(lun)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)根的(de)惡加載位(wei)置實際上是齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)副在嚙(nie)(nie)合(he)(he)(he)過程中(zhong)彎(wan)曲應(ying)(ying)(ying)力大(da)的(de)位(wei)置，分(fen)別查看主動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)輪(lun)(lun)(lun)和從(cong)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)輪(lun)(lun)(lun)在嚙(nie)(nie)合(he)(he)(he)過程中(zhong)任意(yi)時(shi)(shi)許刻的(de)齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)根彎(wan)曲應(ying)(ying)(ying)力，可(ke)(ke)以(yi)精確(que)求取齒(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)根的(de)大(da)彎(wan)曲應(ying)(ying)(ying)力位(wei)置。

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