T140-1和TS140推土機(jī),自投產(chǎn)以來,一直存在著終傳動(dòng)齒輪強(qiáng)度不夠,齒面點(diǎn)蝕,磨損嚴(yán)重的情況。
針對(duì)上述問題,結(jié)合引進(jìn)的D6D技術(shù),將T 140-1推土機(jī)終傳動(dòng)齒輪與之對(duì)比分析,兩個(gè)機(jī)型的齒輪終傳動(dòng)。
T140-1原設(shè)計(jì)最大接觸強(qiáng)度超過了許用要求的1/3,這樣就會(huì)造成齒面過早的點(diǎn)蝕,磨損嚴(yán)重。而彎曲強(qiáng)度有2項(xiàng)不合格,易造成齒面斷裂。計(jì)算結(jié)果與實(shí)際反饋回來的信息是一致的。即終傳動(dòng)軸齒輪,中間軸點(diǎn)蝕磨損嚴(yán)重,中間軸,大齒圈強(qiáng)度不足,經(jīng)常發(fā)生斷裂。
D6D接觸強(qiáng)度滿足要求,彎曲強(qiáng)度富裕,這樣齒輪不但能抗點(diǎn)蝕和磨損,而且強(qiáng)度很高,能夠承受較大的沖擊載荷。
(1)通過對(duì)D6D齒輪進(jìn)行分析計(jì)算,它的變位系數(shù)在1.4-1.6之間,屬于大變位齒輪設(shè)計(jì)。而變位齒輪的最大特點(diǎn)之一就是正變位系數(shù)越大,齒廓曲率半徑越大,嚙合角越大,齒根越厚,從而可提高齒輪的彎曲強(qiáng)度,抗磨損和點(diǎn)蝕。而T140-1的變位系數(shù)在0.3 -0.9之間,沒有突破變位系數(shù)為1的約束。
由表可以看出,變位系數(shù)越大,齒形系數(shù)Y越大,即齒根彎曲許用應(yīng)力越大?箯澢鷱(qiáng)度提高的比率幅度隨著齒數(shù)的增加有所下降,但總的趨勢(shì)是隨變位系數(shù)x的增加而增加。
(2)變位系數(shù)對(duì)齒面接觸強(qiáng)度影響的有限元分析
我們一般是用嚙合節(jié)點(diǎn)上的接觸應(yīng)力來判斷齒面接觸強(qiáng)度。該點(diǎn)的接觸應(yīng)力與該點(diǎn)的綜合曲率半徑的平方根成反比。曲率半徑越大,接觸應(yīng)力越小,而要使綜合曲率半徑R增大,就必須要使嚙合角增大,也就是必須要使齒輪的變位系數(shù)和增大才行。相應(yīng)潤(rùn)滑油膜厚度也增大,從而能夠有效地減輕齒面磨損起到防止點(diǎn)蝕的效果,并減輕齒面的接觸壓應(yīng)力。
在前面我們提到了為了提高齒輪的強(qiáng)度,變位系數(shù)越大,效果越好。而目前我國所執(zhí)行的齒輪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),只能滿足于x< 1,當(dāng)x>1時(shí),則不適用。為此需要對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行修改,具體計(jì)算方法見表。比較Sa,S a要均大于0.25 m,即兩值要接近。
(3)利用模擬切削軟件程序,采用模擬切削方法看嚙合情況并對(duì)齒根槽寬要進(jìn)行驗(yàn)算。保證有足夠的空間,滿足刀具刀尖強(qiáng)度的要求,以及相嚙合點(diǎn)齒頂與齒根不發(fā)生干涉。 聲以上三點(diǎn)不能全部滿足,則要修改式尺寸,并進(jìn)行重新計(jì)算,直到滿足為止,然后進(jìn)行以下計(jì)算。其它齒輪參數(shù)計(jì)算公式等同于GB標(biāo)準(zhǔn)。
采用以上方法計(jì)算的齒輪,由于采用大變位系數(shù),因此滾刀需要特殊設(shè)計(jì),對(duì)于少齒數(shù)大變位系數(shù)小輪,滾刀的齒形角將選擇小于20°的齒形角。對(duì)于多齒數(shù),大變位系數(shù)的大輪,滾刀的齒形角將選取大于20°的齒形角,以滿足刀具使用及設(shè)計(jì)要求,最后要滿足滾刀法向齒形角。
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