礦用提升機鋼絲繩換繩車同步齒輪特性分析（4）(圖文)
時間：2024-08-07 08:00:05 點擊數：
3 同步齒輪靜強度分析及模型驗證
3.1 齒輪部件建模
采用理論分析與有限元分析相結合的方法，對同步齒輪嚙合傳動進行研究,。同步齒輪結構參數如表1所列,。
表1 同步齒輪結構參數
在 SolidWorks 中對同步齒輪進行建模并調整，確保同步齒輪不會出現干涉,。為了提高仿真精度和數據的可靠性,，對靜強度仿真過程中參與嚙合的幾對輪齒表面網格化。齒面網格細化模型如圖5所示,。
圖5 齒面網格化模型
3.2 理論計算Hertz 接觸理論是研究疲勞,、摩擦及任何有接觸體相互作用的基本理論。在齒輪嚙合過程中,，將齒輪的接觸問題等效為兩圓柱面的接觸問題,。赫茲接觸應力
式中，各相關參數及其含義可由《機械設計手冊》查得,。同步齒輪材料參數如表2所列,。
表2 同步齒輪材料參數
根據同步齒輪結構以及送繩機構實際工況條件，齒輪傳遞轉矩為6000 N·m,，Fn=T/R,，齒寬 b=120 mm，節(jié)圓的半徑 R=300 m m,。將各數據代入式(9)得齒面接觸應力為415MPa,。
齒根彎曲應力
式中：YF 為齒廓系數，YF=1,；YS 為應力修正系數,，YS=1；KA 為使用系數,，KA=1.25,；KV 為動載系數，KV=1,；KFβ 為螺旋分布系數,，KFβ=1,；KFα 為載荷分布系數，KFα=1,。將各數據代入式(10),，可得齒根彎曲應力為100.42MPa。
3.3 仿真計算經過計算,，同步齒輪嚙合重合度為1.78,。在齒輪中 心孔添加轉動副，并施加6000 N·m 轉矩,?？紤]鏈條上加裝摩擦墊塊增加了送繩時的摩擦力，故齒面摩擦因數設置為0.2,。分別提取齒面與齒根單元進行靜強度分析,，應力云圖如圖6、7所示,。
圖6 齒面接觸應力
圖7 齒根彎曲應力
由圖6,、7可知，齒面zui大接觸應力出現在齒面分度圓附近,，為449.6M Pa；zui大彎曲應力出現在接觸齒面對側齒根,，為102.38MPa,。仿真結果與理論計算結果對比如表3所列，可見有限元模型計算結果與理論計算結果相一致,，接觸應力的誤差為8.3%,，彎曲應力的誤差為1.9%，選取材料的安全系數為2,，則計算結果均低于材料許用應力792M Pa,，說明該模型精度可靠，齒輪滿足靜強度計算需求,。
表3 靜強度計算結果
