KTR曲面齒聯(lián)軸器載荷計算與加工原理

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)計理論,采用"共軛截線投影法"新型齒面生成方法,通過solidworks軟件對KTR曲面齒齒面進行幾何求解,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向聯(lián)軸器的三維實體模型;將端曲面齒聯(lián)軸器應(yīng)用于冶金等工程設(shè)備中,驗證端曲面齒聯(lián)軸器幾何設(shè)計方法的正確性和在工程應(yīng)用中的可行性。

 

KTR部分型號：

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)軸器在高速動車的傳動系統(tǒng)中應(yīng)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(jié)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,本文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,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；隨著輪齒由純翻區(qū)向純擺區(qū)轉(zhuǎn)動,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(fù)力矩、摩擦力矩)隨軸間傾角增大而增大,其變化規(guī)律主要受接觸齒對的分布情況影響,而偏轉(zhuǎn)力矩的影響可以忽略。本文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。本文最后建立了KTR曲面齒聯(lián)軸器和帶KTR曲面齒聯(lián)軸器的動車整車的多體動力學(xué)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(yīng)對自轉(zhuǎn)較為敏感。