采煤机传动齿轮与销轨接触问题的研究

发布时间：2018-11-23 16:12

【摘要】：齿轮与销轨机构主要应用于采煤机上,随着采煤机功率的不断提高,齿轮与销轨间出现了一系列的问题,如齿轮的裂纹和断裂及销轨的磨损。本文将通过有限元分析的方法,来分析产生这些故障的原因,并分别研究了直弧形和弧形优化后的齿轮齿型面的优化效果。分析了这两种优化方案在重载情况下轮齿的接触情况及不同型面的接触区域在轮齿啮合过程中的变化规律。 为了分析机构在运行过程中,接触斑点、法向力及Mises应力的变化情况,文中选取一个目标齿,目标齿与销轨接触过程中总共转过48。,以每6。确定一个位置,共形成9个位置,本文其中的6个主要位置进行了分析。 计算结果显示,改变摩擦系数对计算结果的影响不大。同时,各位置中轮齿上的最大应力均位于轮齿的边缘处,轮齿在反复的强应力作用下,会最先在边缘处产生裂纹,裂纹不断扩大,最终导致轮齿的断裂。另外,销轨上产生了较大的Mises应力,这种强应力长期作用在销轨上会加速销轨的磨损。 本文在齿轮优化后,选取了适宜的边界条件对模型进行了简化,并对某一位置轮齿啮合的过程进行了受力分析,得出了轮齿在不同齿型面的受载状况,从而确定了最佳的优化方案。根据该优化方案,得到了各种型面下的接触法向力和Mises应力的分布情况及大小,并对所得结果进行比较,为传动齿轮的结构优化提供一种研究方法。
[Abstract]:Gear and pin rail mechanism are mainly used in shearer. With the increasing of shearer power, a series of problems appear between gear and pin rail, such as crack and fracture of gear and wear of pin rail. In this paper, the causes of these faults are analyzed by finite element analysis method, and the optimization effect of gear tooth profile after straight arc and arc optimization is studied respectively. The contact conditions of the two optimization schemes under heavy load and the variation of the contact regions of different profile surfaces in the gear tooth meshing process are analyzed. In order to analyze the change of contact spot, normal force and Mises stress in the running process of the mechanism, a target tooth is selected in this paper. A total of 9 positions were formed by determining one position, of which 6 main positions were analyzed in this paper. The results show that the change of friction coefficient has little effect on the calculated results. At the same time, the maximum stress on the gear teeth is located at the edge of the gear teeth in each position. Under the action of repeated strong stress, the crack will first appear at the edge, and the crack will continue to expand, which will eventually lead to the fracture of the gear tooth. In addition, there is a large Mises stress on the pin rail, which will accelerate the wear of the pin rail for a long time. After gear optimization, the model is simplified by selecting appropriate boundary conditions, and the stress of gear tooth meshing in a certain position is analyzed, and the loading condition of gear tooth on different tooth profile is obtained. Thus, the optimal optimization scheme is determined. According to the optimization scheme, the distribution and magnitude of contact normal force and Mises stress under various shapes are obtained, and the results are compared, which provides a research method for structural optimization of transmission gear.
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH132.41

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本文编号：2352025