掘進機R87齒輪減速機彎曲疲勞壽命分析

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掘進機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)R87齒(chi)輪(lun)減(jian)(jian)(jian)(jian)速(su)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)彎(wan)曲(qu)疲(pi)(pi)勞壽命分(fen)析(xi)。齒(chi)輪(lun)減(jian)(jian)(jian)(jian)速(su)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)由(you)于傳動(dong)平穩、承(cheng)載能力強等特(te)點，在橫軸掘進機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中應用十分(fen)廣泛，由(you)于掘進機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)工作時負荷大(da)，經(jing)常處于超載或載荷不穩定的(de)環境，輪(lun)齒(chi)折(zhe)斷是其齒(chi)輪(lun)減(jian)(jian)(jian)(jian)速(su)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)主(zhu)要(yao)的(de)失(shi)效形式(shi)，而且輪(lun)齒(chi)折(zhe)斷對(dui)齒(chi)輪(lun)減(jian)(jian)(jian)(jian)速(su)電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)具有破壞性(xing)損壞，會(hui)造成巨大(da)經(jing)濟損失(shi)，因此精確分(fen)析(xi)計算(suan)齒(chi)根(gen)彎(wan)曲(qu)疲(pi)(pi)勞壽命，對(dui)橫軸掘進機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)用齒(chi)輪(lun)減(jian)(jian)(jian)(jian)速(su)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)設計具有重(zhong)要(yao)意義。目前計算(suan)齒(chi)輪(lun)減(jian)(jian)(jian)(jian)速(su)電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)傳動(dong)彎(wan)曲(qu)疲(pi)(pi)勞壽命方法(fa)主(zhu)要(yao)有兩種：傳統計算(suan)方法(fa)和有限元(yuan)法(fa)。

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由于斜齒(chi)輪(lun)(lun)與直齒(chi)輪(lun)(lun)的結構特點(dian)及(ji)(ji)嚙合原理相差(cha)甚(shen)遠，因此傳(chuan)統方(fang)法(fa)(fa)的計算精(jing)度難以得到(dao)保證。與傳(chuan)統方(fang)法(fa)(fa)相比，有限元法(fa)(fa)可以對齒(chi)輪(lun)(lun)減速(su)機齒(chi)輪(lun)(lun)齒(chi)根疲勞(lao)壽命進行精(jing)確分析(xi)，但(dan)現有方(fang)法(fa)(fa)大(da)多基于靜力學分析(xi)，由于齒(chi)輪(lun)(lun)減速(su)機傳(chuan)動(dong)齒(chi)輪(lun)(lun)重(zhong)合度大(da)，接觸線(xian)瞬(shun)時變(bian)化(hua)，載荷沿(yan)接觸線(xian)呈非線(xian)性變(bian)化(hua)，難以精(jing)確求取惡(e)嚙合位置及(ji)(ji)對應(ying)的限應(ying)力，通常采用(yong)近似(si)方(fang)法(fa)(fa)求得，且(qie)將載荷簡化(hua)為沿(yan)接觸線(xian)均勻分布，因此精(jing)度和穩定性同樣難以保證。

齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)減速電機(ji)(ji)齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)彎曲(qu)疲(pi)勞(lao)壽(shou)(shou)命(ming)分析(xi)(xi)流(liu)程(cheng)：齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)副彎曲(qu)疲(pi)勞(lao)為變應力(li)(li)作用下的(de)(de)高周(zhou)疲(pi)勞(lao)，彎曲(qu)疲(pi)勞(lao)壽(shou)(shou)命(ming)主要取決于(yu)極(ji)限齒(chi)(chi)(chi)(chi)根(gen)(gen)(gen)彎曲(qu)應力(li)(li)和(he)齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)材料特性，齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)減速機(ji)(ji)斜齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)副傳動重合(he)度大(da)，通常情況下為多(duo)對(dui)齒(chi)(chi)(chi)(chi)同(tong)時嚙(nie)合(he)，接(jie)觸(chu)(chu)線(xian)沿齒(chi)(chi)(chi)(chi)寬方向為斜直線(xian)，齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)伺服減速機(ji)(ji)在嚙(nie)合(he)過(guo)程(cheng)中接(jie)觸(chu)(chu)線(xian)位置和(he)總長度瞬時變化，不(bu)同(tong)的(de)(de)齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)副在周(zhou)期性嚙(nie)合(he)過(guo)程(cheng)中輪(lun)齒(chi)(chi)(chi)(chi)大(da)齒(chi)(chi)(chi)(chi)根(gen)(gen)(gen)彎曲(qu)應力(li)(li)的(de)(de)大(da)小及(ji)對(dui)應的(de)(de)嚙(nie)合(he)位置各(ge)不(bu)相同(tong)，必(bi)須對(dui)齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)副的(de)(de)嚙(nie)合(he)過(guo)程(cheng)進(jin)(jin)行(xing)系統完整地仿真分析(xi)(xi)，求得齒(chi)(chi)(chi)(chi)根(gen)(gen)(gen)應力(li)(li)周(zhou)期性載(zai)(zai)荷譜及(ji)齒(chi)(chi)(chi)(chi)根(gen)(gen)(gen)劣加載(zai)(zai)位置，才能對(dui)齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)減速電機(ji)(ji)中斜齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)齒(chi)(chi)(chi)(chi)根(gen)(gen)(gen)彎曲(qu)疲(pi)勞(lao)壽(shou)(shou)命(ming)進(jin)(jin)行(xing)精確分析(xi)(xi)。

齒(chi)(chi)(chi)根惡嚙(nie)(nie)(nie)(nie)合(he)(he)位(wei)置的(de)(de)精(jing)確(que)確(que)定(ding)：齒(chi)(chi)(chi)輪減(jian)速(su)(su)(su)機齒(chi)(chi)(chi)根彎(wan)曲(qu)疲勞(lao)分析是(shi)針對惡嚙(nie)(nie)(nie)(nie)合(he)(he)位(wei)置損傷系(xi)數的(de)(de)計算。按(an)照瞬態動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)學(xue)分析方(fang)法，在(zai)齒(chi)(chi)(chi)輪減(jian)速(su)(su)(su)電機齒(chi)(chi)(chi)輪副嚙(nie)(nie)(nie)(nie)合(he)(he)齒(chi)(chi)(chi)面(mian)間建立接觸時(shi)，主(zhu)動(dong)(dong)(dong)輪和(he)從(cong)動(dong)(dong)(dong)輪的(de)(de)內表面(mian)通(tong)過剛性(xing)耦合(he)(he)使(shi)(shi)齒(chi)(chi)(chi)輪的(de)(de)各自(zi)旋轉(zhuan)單元集中(zhong)在(zai)齒(chi)(chi)(chi)輪的(de)(de)中(zhong)心部位(wei)。從(cong)而可采用(yong)多點(dian)約束技術模(mo)擬齒(chi)(chi)(chi)輪轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong)，根據齒(chi)(chi)(chi)輪減(jian)速(su)(su)(su)機的(de)(de)運動(dong)(dong)(dong)特性(xing)，給主(zhu)動(dong)(dong)(dong)輪施(shi)加轉(zhuan)速(su)(su)(su)，從(cong)動(dong)(dong)(dong)輪施(shi)加轉(zhuan)矩。為了使(shi)(shi)分析結(jie)果可靠有(you)效(xiao)，設置的(de)(de)時(shi)間載(zai)(zai)荷(he)須考慮(lv)齒(chi)(chi)(chi)輪的(de)(de)轉(zhuan)速(su)(su)(su)及(ji)齒(chi)(chi)(chi)輪副的(de)(de)重合(he)(he)度大小，保(bao)證分析時(shi)齒(chi)(chi)(chi)輪副至少有(you)對輪齒(chi)(chi)(chi)經歷(li)過完整的(de)(de)嚙(nie)(nie)(nie)(nie)入嚙(nie)(nie)(nie)(nie)出周期(qi)。通(tong)過瞬態分析，可以得到斜齒(chi)(chi)(chi)輪副有(you)限元模(mo)型(xing)在(zai)任意(yi)時(shi)刻(ke)嚙(nie)(nie)(nie)(nie)合(he)(he)的(de)(de)應力(li)(li)和(he)應變(bian)(bian)分布情況及(ji)變(bian)(bian)化(hua)規律，輪齒(chi)(chi)(chi)齒(chi)(chi)(chi)根的(de)(de)惡加載(zai)(zai)位(wei)置實際上是(shi)齒(chi)(chi)(chi)輪副在(zai)嚙(nie)(nie)(nie)(nie)合(he)(he)過程中(zhong)彎(wan)曲(qu)應力(li)(li)大的(de)(de)位(wei)置，分別查(cha)看(kan)主(zhu)動(dong)(dong)(dong)輪和(he)從(cong)動(dong)(dong)(dong)輪在(zai)嚙(nie)(nie)(nie)(nie)合(he)(he)過程中(zhong)任意(yi)時(shi)許刻(ke)的(de)(de)齒(chi)(chi)(chi)根彎(wan)曲(qu)應力(li)(li)，可以精(jing)確(que)求(qiu)取(qu)齒(chi)(chi)(chi)根的(de)(de)大彎(wan)曲(qu)應力(li)(li)位(wei)置。

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