KTR曲面齒聯(lián)軸器載荷計(jì)算與加工原理

KTR根據(jù)聯(lián)軸器工作原理,結(jié)合空間坐標(biāo)變換理論、共軛曲面求解理論及正交非圓面齒輪副傳動(dòng)原理,研制出KTR曲面齒聯(lián)軸器這一新的結(jié)構(gòu)聯(lián)軸器。KTR建立端曲面齒聯(lián)軸器求解的共軛坐標(biāo)系,推導(dǎo)端曲面齒聯(lián)軸器的端曲面參數(shù)方程,生成端曲面;結(jié)合端曲面齒齒盤的幾何參數(shù)設(shè)計(jì)理論,采用"共軛截線投影法"新型齒面生成方法,通過(guò)solidworks軟件對(duì)KTR曲面齒齒面進(jìn)行幾何求解,獲得端曲面齒聯(lián)軸器的連接齒面及十字軸式端曲面齒萬(wàn)向聯(lián)軸器的三維實(shí)體模型;將端曲面齒聯(lián)軸器應(yīng)用于冶金等工程設(shè)備中,驗(yàn)證端曲面齒聯(lián)軸器幾何設(shè)計(jì)方法的正確性和在工程應(yīng)用中的可行性。

 

KTR部分型號(hào)：

KTR聯(lián)軸器 RADEX-NN35 1.0-22/6.5-22

KTR聯(lián)軸器 RADEX-NN35 6.5-19/6.5-22

KTR聯(lián)軸器 ROTEX 19ST 98SHA18/18

KTR漲緊套 KTR206-25*50

KTR聯(lián)軸器 ROTEX 55

KTR彈性塊 ROTEX 48

KTR彈性塊 ROTEX 42

KTR曲面齒聯(lián)軸器在高速動(dòng)車的傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。由于其在傳動(dòng)過(guò)程中具有重要的作用,所以很有必要針對(duì)其嚙合特點(diǎn)、受力情況和振動(dòng)特性等進(jìn)行全面且深入的研究。本論文旨在以理論計(jì)算與軟件仿真相結(jié)合的方法,從以上幾個(gè)方面對(duì)KTR曲面齒聯(lián)軸器進(jìn)行研究。

 

為研究KTR曲面齒聯(lián)軸器的嚙合情況,本文首先對(duì)三種常用的計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比分析研究,進(jìn)一步根據(jù)鼓形齒的加工原理,提出了一種修正的幾何算法,研究表明：修正的幾何法,提高了計(jì)算精度和計(jì)算速度。KTR基于提出的幾何修正算法對(duì)KTR曲面齒聯(lián)軸器進(jìn)行了齒面嚙合分析、鼓形齒干涉分析、內(nèi)外齒運(yùn)動(dòng)分析和鼓形齒齒面載荷計(jì)算,本文的研究有以下結(jié)論：

1)隨著軸間傾角增大,各齒的齒面間隙有所減小,齒面最小間隙位置逐漸偏向齒面兩側(cè),并有由齒頂向齒根轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)；隨著輪齒由純翻區(qū)向純擺區(qū)轉(zhuǎn)動(dòng),齒面最小間隙的位置在齒寬方向逐漸向齒寬中心位置靠攏,并向齒頂區(qū)域集中。

2)對(duì)鼓形齒干涉分析表明,軸間傾角越大,齒面曲率干涉越嚴(yán)重；齒面鼓度半徑和內(nèi)齒切向變位能夠影響鼓形齒齒背接觸。

3)對(duì)內(nèi)外齒運(yùn)動(dòng)分析表明,齒面相對(duì)滑動(dòng)速率主要由內(nèi)外齒的相對(duì)擺轉(zhuǎn)引起。

4)鼓形齒齒面載荷計(jì)算表明,純翻區(qū)的齒面更容易發(fā)生接觸,齒面力明顯大于其他齒；相對(duì)齒面力系數(shù)主要受軸間傾角和輸入軸扭矩的影響。

5)聯(lián)軸器的附加力矩分析表明,附加力矩(包括回復(fù)力矩、摩擦力矩)隨軸間傾角增大而增大,其變化規(guī)律主要受接觸齒對(duì)的分布情況影響,而偏轉(zhuǎn)力矩的影響可以忽略。本文對(duì)鼓形齒齒形進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化分析,通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)采用大壓力角小模數(shù)齒形能有效改善棱邊接觸和干涉情況。

研究提出了采用外齒輪廓線對(duì)任意鼓度曲線的齒面進(jìn)行優(yōu)化的方法。本文最后建立了KTR曲面齒聯(lián)軸器和帶KTR曲面齒聯(lián)軸器的動(dòng)車整車的多體動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)循環(huán)激勵(lì)下的聯(lián)軸器進(jìn)行初步的振動(dòng)特性分析。通過(guò)頻譜曲線研究表明,外齒支反力在激勵(lì)頻率的奇數(shù)倍頻下發(fā)生峰值,內(nèi)齒受到陀螺力作用產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)加速度,內(nèi)齒垂向振動(dòng)加速度隨運(yùn)行速度的增大而增大,其頻率響應(yīng)對(duì)自轉(zhuǎn)較為敏感。