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曲面齒聯(lián)軸器載荷計算分析研究
閱讀：465 發(fā)布時間：2021-12-27 KTR曲面齒聯(lián)軸器在高速動車的傳動系統(tǒng)中應用廣泛。由于其在傳動過程中具有重要的作用，所以很有必要針對其嚙合特點、受力情況和振動特性等進行全面且深入的研究。本論文旨在以理論計算與軟件仿真相結合的方法，從以上幾個方面對KTR曲面齒聯(lián)軸器進行研究。
為研究KTR曲面齒聯(lián)軸器的嚙合情況，首先對三種常用的計算方法進行對比分析研究，進一步根據(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，提高了計算精度和計算速度。KTR基于提出的幾何修正算法對KTR曲面齒聯(lián)軸器進行了齒面嚙合分析、鼓形齒干涉分析、內(nèi)外齒運動分析和鼓形齒齒面載荷計算，研究得出以下結論：
1.隨著軸間傾角增大，各齒的齒面間隙有所減小，齒面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；隨著輪齒由純翻區(qū)向純擺區(qū)轉(zhuǎn)動，齒面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.對鼓形齒干涉分析表明，軸間傾角越大，齒面曲率干涉越嚴重；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.對內(nèi)外齒運動分析表明，齒面相對滑動速率主要由內(nèi)外齒的相對擺轉(zhuǎn)引起。
4.鼓形齒齒面載荷計算表明，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)律主要受接觸齒對的分布情況影響，而偏轉(zhuǎn)力矩的影響可以忽略。對鼓形齒齒形進行了進一步的優(yōu)化分析，通過計算發(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任意鼓度曲線的齒面進行優(yōu)化的方法。后建立了KTR曲面齒聯(lián)軸器和帶KTR曲面齒聯(lián)軸器的動車整車的多體動力學模型，對循環(huán)激勵下的聯(lián)軸器進行初步的振動特性分析。通過頻譜曲線研究表明，外齒支反力在激勵頻率的奇數(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)齒垂向振動加速度隨運行速度的增大而增大，其頻率響應對自轉(zhuǎn)較為敏感。