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齿轮箱设想惰轮磨损缘由剖析及解决方法

时间:2019-07-28来源:申博太阳城浏览次数:

择要:在齿轮箱设想中,惰轮端面磨损经常涌现,本文经由历程有限元要领深切理会了惰轮磨损的根本缘由,即惰轮遭到轴向力或径向力发作的颠覆力偶矩,与壳体端面发作应力集合,构成猛烈磨擦,并提出了三种实用于差别构造环境的处理对策,经试验考证效果很好,为变速箱、取力器、驱动桥中的惰轮设想供应理论参考,防止以往履历设想的随机性,提高了设想效力。


磨损是影响机器寿命的主要因素之一,关于齿轮体系,轮齿的过分磨损不仅会影响齿轮的传动精度和效力,还会构成机构振动、发作噪声等,严峻时以至会使轮齿断裂,构成重大事故。磨损具有迟缓的渐进性特征,对机器体系机能的影响也是一个渐进性迟缓失效历程,与突发性失效比拟每每轻易被忽视,但其危害性却很大[1]。关于齿轮磨损题目国内外学者作了多年的研讨,但因为磨损题目的复杂性,至今仍没构成一套成熟有用的要领,以往的研讨主要是以试验为主,经由历程试验丈量磨损量或根据磨粒的铁谱剖析、尺寸剖析来展望齿轮轮齿的磨损水平,然则因为试验本钱高,周期长,且差别的齿轮副、差别的工况前提其磨损特征也不一样,试验取得的效果缺少普适性。基于理论剖析,连系物理试验,运用数值仿真技术研讨齿轮的磨损题目将是一条卓有成效的门路[2]。齿轮传动是机器中最主要和运用最普遍的传动情势之一。在齿轮传动的失效情势中,齿面磨损占了很大一部分。国内外许多专家学者都在致力于研讨渐开线圆柱齿轮啮合磨损,而针对惰轮磨损的研讨很少,但惰轮在齿轮箱中占有了非常主要的位置,其磨损题目已影响到了变速箱的团体机能。


惰轮是指夹在两个齿轮之间,与两个齿轮都啮合的齿轮,它的作用仅仅是转变前后两个齿轮的迁移转变方向,而不转变传动比,不可转变位置。个中齿轮箱中倒档中心轮、行星轮,取力器中心轮都属于惰轮[3]。惰轮安排时通经常使用滚针轴承加壳体端面支持,一对相反的打仗力构成颠覆力矩由端面负担,就轻易致使端面磨损[4]。某变速箱和取力器在试验中均涌现了惰轮磨损,其症结缘由在于惰轮采纳传统的安排体式格局,没有斟酌颠覆力矩发作的影响,因而举行惰轮端面磨损缘由剖析显得特别主要。


1齿轮箱惰轮的构造及磨损

惰轮与输入和输出齿轮同时打仗,特别是斜齿轮和两啮合点轴向错位的情况下,会发作较大的力偶矩,发作应力集合,对惰轮端面的毁伤很大,以至构成惰轮的烧蚀。某变速箱倒档惰轮处于输入轮和输出轮之间,如图1所示,因为两啮合点不在统一平面内,在试验历程当中,惰轮端面发作严峻磨损,磨损量凌驾1mm,如图2所示。现在传统的理论盘算校核没法剖析其缘由,因而本文采纳有限元法对惰轮磨损征象举行深切理会并提出处理计划。

2磨损缘由剖析


根据磨损的委靡理论,当应力幅小于材料的弹性极限时,在弹性打仗前提下,凌驾委靡损坏的轮回次数106就会发作损坏;假如应力大于材料的弹性极限,在塑性打仗前提下,其应力轮回次数只需频频或十频频就会发作低轮回委靡损坏。变速箱惰轮遭到输入齿轮和输出齿轮施加的轴向及径向力偶矩,会构成惰轮沿一侧颠覆,如图3所示。经由历程有限元对齿轮箱惰轮举行强度剖析的效果中,发明颠覆力矩是构成惰轮端面应力集合的主要缘由,长时间的委靡打仗构成了端面磨损。

在有限元剖析的基础上采纳Romax剖析软件进一步理会磨损的缘由,探究倒档惰轮端面装置间隙对磨损的影响。惰轮端面装置间隙为0.5mm,如图5所示。端面间隙及轴承游隙的存在会构成齿轮的倾斜,经Romax盘算,该惰轮完全由轴承支持时倾斜量为6.7rad,倾斜量大于端面装置间隙(如图6),构成端面尖角与壳体打仗(如图7),打仗力高达53103N。

3处理对策研讨

物流行业进入转型升级阶段,现代物流市场需求将日益增强

快递、快运、冷链、仓储等等,物流行业的细分领域的界限越来越模煳。物流行业进入转型升级阶段,现代物流需求将上升,尤其对于物流的自动化、机械化及智能化需求将日益增强。 一、物流需求平稳增长,运行效率有待提高 1.物流需求总体保持平稳增长 2018年,全国社会物流总额为283.1万亿元,同比增长6.4%,受宏观经济下行压力影响,增速较上年同期小幅回落0.2个百分点。从构成看,工业品物流总额256.8万亿元,占比90.7%,按可比价格计算,同比增长6.2%,增速与上年同期持平;进口货物物流总额14.1万亿元,增长3.7%,受国际贸易影响,增速比上年同期回落5个百分点;农产品物流总额3.9万亿元,增长3.5%,增速比上年同期回落0.4个百分点;单位与居民物品物流总额7万亿元,增长22.8%;再生资源物流总额1.3万亿元,增长15.1%。 2.消费与民生领域物流需求成为物流需求增长的重要驱动力。 单位与居民物品物流总额增速长期大幅领先于社会物流总额增速。2018年单位与居民物品物流总额同比增长22.8%,比社会物流总额增速高


3.1变动端面间隙


变动倒档惰轮端面装置间隙,使得端面装置间隙大于齿轮倾斜量,颠覆力矩由滚针轴承负担,经Romax剖析,滚针轴蒙受载荷过大,寿命没法到达设想范例(台架试验台时200hrs),该计划对滚针轴承请求高。


3.2变动端面打仗


在壳体与齿轮端面间加耐磨垫片,如图8所示。斟酌到端面间隙小不容易进油,在齿轮端面开螺旋油槽利于光滑。此计划节约本钱,构造变动小,实用装置空间小的变速箱倒挡惰轮。该计划已胜利运用于东风某变速箱倒档惰轮中,下线产物没涌现惰轮磨损征象。


3.3变动锥轴承


计划将本来的滚针轴承去掉,倒档惰轮与倒档轴过盈合营,将锥轴承装置在壳体内,如图9所示。锥轴承支持跨距长,既能很好地负担颠覆力矩,寿命长,又防止了端面直接打仗,但须要较大的装置空间,本钱较前两种计划高。在某取力器革新中运用了该计划,变动后,起首举行了Romax仿真剖析,锥轴承寿命及格,凌驾台架试验范例200hrs(见表2),台架试验顺遂经由历程,并经由一年多的途径试验未涌现相似磨损题目,改良效果显著,得到了用户的普遍承认。


4小结


惰轮磨损是齿轮箱设想中经常涌现的题目,差别的构造须要差别的对策,不能混为一谈,本文基于有限元深切理会了惰轮磨损的缘由,并提出了三种处理对策实用于差别构造环境,找出了题目的实质地点,明白了惰轮安排范例,积累了理论和试验根据,防止以往履历设想的随机性,提高了设想效力,减少了市场索赔,为一切齿轮箱惰轮供应设想参考,实用价值大。

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