齿轨轮与销排啮合过程中应力变化规律研究
无链牵引是目前采煤机广泛采用的牵引方式，而齿轨轮作为其行走机构的执行元件同铺设在刮板运输机上的销排啮合传递动力，由于恶劣的工作环境，齿轨轮经常出现齿面点蚀、磨损甚至断齿现象，严重影响工作效率。本文针对渐开线齿轨轮和Ⅲ型销排建立有限元模型，进行齿轨轮和销排在不同接触位置时静态和瞬态动力学分析，研究齿轨轮和销排材料弹性模量和泊松比的变化对啮合过程中产生的接触应力的影响，为齿轨轮和销排设计选材提供参考，在一定程度上提高齿轨轮和销排的安全使用寿命。 在总结国内外针对齿轨轮和销排及齿轮啮合过程研究现状的基础上，分析目前煤炭生产行业常用的齿轨轮和销排的类型、性能要求、常用材料等，对啮合过程中的齿轨轮进行受力分析，研究弹性体接触问题的常用解决方法，对齿轨轮和销排销齿15°斜直线段接触时产生的最大接触应力进行理论计算。 本文首先利用CATIA软件对MG400QW型采煤机的齿轨轮和销排进行参数化建模，导入到ANSYS Workbench软件中对不同接触位置（齿轨轮与销排齿顶圆弧部分接触、齿轨轮与销排圆弧和斜直线段过渡位置接触、齿轨轮与销排斜线段接触）进行静态接触分析，研究齿轨轮、销排的弹性模量和泊松比的变化对于其啮合过程中产生应力的影响。结果表明:齿轨轮和销排弹性模量、泊松比的增大都会提高其在不同接触位置时产生的最大等效应力、最大接触应力和齿根处应力，并且弹性模量对于分析结果的影响明显大于泊松比。根据静态接触分析结果设置了两组材料属性匹配齿轨轮和销排模型（Ⅰ组:高弹性模量、泊松比齿轨轮和销排啮合;Ⅱ组:低弹性模量、泊松比齿轨轮和销排啮合）进行瞬态动力学分析，并根据采煤机实际工况设置匀速、匀减速、匀加速及遇到冲击载荷四种不同载荷，两组对比实验结果表明:Ⅱ组在这四种工况下齿轨轮和销排的啮合过程中产生的最大等效应力、最大接触应力、齿根处应力能够在很大程度上降低。 研究结果能够为齿轨轮和销排设计选材、型号匹配提供一定的指导意义，进而提高安全使用寿命，降低设计生产成本。
采煤机;齿轨轮;销排;啮合过程;接触应力
辽宁工程技术大学
硕士
机械工程
付志国
2017
中文
TD421.6;TD403
88
2018-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）