輪組系統(tǒng)

雖然機(jī)床變速箱嚙合齒輪組的應(yīng)用技術(shù)比較成熟，但其嚙合齒輪組會(huì)隨著工作時(shí)間的增加而發(fā)生齒輪磨損,主要包括齒面接觸疲勞磨損和齒根彎曲疲勞磨損，導(dǎo)致齒輪使用壽命大為減短。

齒輪組研究現(xiàn)狀

現(xiàn)國(guó)內(nèi)外有一些研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者已經(jīng)對(duì)機(jī)床變速箱嚙合齒輪組進(jìn)行了一定研究工作。就國(guó)內(nèi)而言，大連理工大學(xué)的郝東升等針對(duì)多個(gè)行星輪均布的大功率直齒行星傳動(dòng)系統(tǒng),提出了優(yōu)化齒輪修形參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，建立了有限元模型,最終優(yōu)化了齒輪修形參數(shù)”。重慶大學(xué)的姚陽(yáng)迪針對(duì)高速重載齒輪系統(tǒng)；展開(kāi)了齒輪彈性接觸、對(duì)流傳熱,齒廓修形研究，確定了基于熱彈變形的理想齒輪修形曲線。中北大學(xué)的趙心遠(yuǎn)等通過(guò)對(duì)齒輪受載情況的分析，介紹了因輪修形的原理和方法,并對(duì)齒輪修形的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行總結(jié)。另外，濟(jì)寧學(xué)院的袁野重點(diǎn)介紹了齒輪修形的概念機(jī)類型,提出了齒輪修形是降低噪聲的重要方法”。在國(guó)外也有學(xué)者對(duì)變速箱嚙合齒輪組做了研究,意大利AlessioAroni等提出了一種針對(duì)小齒輪的新穎的恢復(fù)準(zhǔn)雙曲面齒輪輪齒偏離的方法,使得初始設(shè)計(jì)的傳輸特性和高水平準(zhǔn)確性得以恢復(fù)，法國(guó)的J.Bruyere等提出了一種評(píng)估齒形修正對(duì)最小化傳輸誤差的影響,認(rèn)為優(yōu)化參數(shù)有利于齒廓設(shè)計(jì)的。

齒輪組研究意義

齒輪組齒形的修正可以提高嚙合齒輪組的穩(wěn)定性，降低齒輪受載變形和制造、裝配誤差引起的嚙合沖擊，改善齒面的潤(rùn)滑狀態(tài),以獲得更為均勻的齒面載荷分布。本文利用NX與ANSYS的接口技術(shù),提出了機(jī)床變速箱嚙合齒輪組齒形修正的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,結(jié)合瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析和齒輪材料特性,改善了齒輪組嚙合過(guò)程的時(shí)變應(yīng)力分布情況，保證了該齒輪組工作過(guò)程的可靠性和穩(wěn)定性。

潤(rùn)滑與機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)息息相關(guān)，有人形象地把潤(rùn)滑油比喻為機(jī)械設(shè)備的血液，可以說(shuō)失去了潤(rùn)滑，就沒(méi)有機(jī)械設(shè)備的存在。冶金行業(yè)作為工業(yè)的基礎(chǔ)，其工作各個(gè)環(huán)節(jié)離不開(kāi)齒輪傳遞。由于齒輪之間的相對(duì)滑動(dòng)造成的磨損加劇了齒輪的損壞，加入潤(rùn)滑介質(zhì)提高傳遞效率和降低齒輪的摩擦磨損具有重要的作用。

齒輪組失效形式

在齒輪傳動(dòng)的過(guò)程中，由于潤(rùn)滑油具有一定的黏性，因此很容易形成具有一定厚度的彈性潤(rùn)滑油膜，油膜的厚度決定了潤(rùn)滑的效果。太厚的油膜厚度會(huì)加劇傳動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)進(jìn)而影響傳動(dòng)效率；太薄的油膜厚度會(huì)加劇傳動(dòng)部件之間的磨損進(jìn)而降低使用壽命。因此研究外因參數(shù)對(duì)油膜厚度的影響是分析齒輪組潤(rùn)滑系統(tǒng)失效的關(guān)鍵所在。綜合前人的研究成果，目前關(guān)于齒輪組潤(rùn)滑系統(tǒng)失效形式有以下兩種情況：

1)沒(méi)有正確選用潤(rùn)滑油，從而超出潤(rùn)滑油本身的使用性能。這種形式在齒輪組潤(rùn)滑失效形式中占很少一部分。

2)正確選用齒輪組潤(rùn)滑油。由于高溫、重載、高速與工作環(huán)境惡劣等原因?qū)е率?，這種形式在齒輪組潤(rùn)滑失效形式中占絕大部分。

齒輪組失效因素

冶金設(shè)備中齒輪組運(yùn)行的時(shí)候，潤(rùn)滑效果受到很多因素的影響，以下分別從溫度、載荷、速度三個(gè)主要影響方面來(lái)考慮其對(duì)搖臂潤(rùn)滑系統(tǒng)的影響。

溫度

目前，齒輪組用潤(rùn)滑介質(zhì)都有一定的揮發(fā)性，加之工作時(shí)的持續(xù)高溫，潤(rùn)滑介質(zhì)受高溫會(huì)蒸發(fā)，蒸發(fā)導(dǎo)致潤(rùn)滑系統(tǒng)缺油，會(huì)引起潤(rùn)滑不足，造成齒輪箱齒輪和軸承磨損和劃傷，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致齒面膠合和抱軸事故的發(fā)生。參考潤(rùn)滑油的化學(xué)特眭，當(dāng)潤(rùn)滑油的溫度在70℃以上的環(huán)境中持續(xù)使用的時(shí)候，會(huì)大大降低潤(rùn)滑油的黏性，進(jìn)而影響到工作效率吲。潤(rùn)滑油作為一種液體材料，其黏度收到溫度的影響很大。一般情況下，潤(rùn)滑油的黏度隨著溫度的升高表現(xiàn)出降低的變化趨勢(shì)。邊界潤(rùn)滑效果對(duì)流體油膜的形成影響很大。邊界潤(rùn)滑是潤(rùn)滑油和齒輪表面的相對(duì)滑動(dòng)，如果溫度過(guò)高會(huì)降低相對(duì)滑動(dòng)的效率，也就是說(shuō)會(huì)使得潤(rùn)滑油像水一樣，這無(wú)形中會(huì)加劇齒輪的表面點(diǎn)蝕的發(fā)生，進(jìn)而使得潤(rùn)滑失效的加劇發(fā)生。

載荷

載荷能夠加劇油膜的壓力變形，進(jìn)而對(duì)油膜厚度造成很大的影響，為此研究載荷對(duì)潤(rùn)滑的時(shí)效影響。無(wú)論是在何種載荷條件下，在曲線的頸縮處，油膜厚度均達(dá)到最小值。隨著載荷的增加，油膜厚度表現(xiàn)出明顯的減小趨勢(shì)，太小的油膜厚度會(huì)影響到潤(rùn)滑油的流動(dòng)，降低潤(rùn)滑效果。這也是重載運(yùn)輸設(shè)備潤(rùn)滑效果失效率高，容易產(chǎn)生齒輪點(diǎn)蝕的原因。

速度對(duì)潤(rùn)滑失效影響

齒輪的旋轉(zhuǎn)速度影響到潤(rùn)滑油的移動(dòng)速度，油膜的形成與潤(rùn)滑油的移動(dòng)速度影響很大，為此研究齒輪旋轉(zhuǎn)速度對(duì)潤(rùn)滑的時(shí)效的影響。無(wú)論是在何種齒輪旋轉(zhuǎn)速度條件下，油膜厚度隨著齒輪旋轉(zhuǎn)速度的增加表現(xiàn)出明顯的增加趨勢(shì)，齒輪旋轉(zhuǎn)速度對(duì)油膜厚度分布影響很大。