低地板傳動(dòng)齒輪箱漸開(kāi)線花鍵副微動(dòng)磨損研究.pdf

1、低地板傳動(dòng)齒輪箱是現(xiàn)代化城軌與地鐵中的核心零部件，在軌道車(chē)輛運(yùn)行中起著牽引和傳遞扭矩的作用。漸開(kāi)線花鍵副作為一種用來(lái)傳遞扭矩與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械零部件，在低地板傳動(dòng)齒輪箱的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用；由于低地板傳動(dòng)齒輪箱結(jié)構(gòu)緊湊，不便于日常維護(hù)檢修，齒輪箱中采用花鍵連接的部分由于微動(dòng)磨損的影響將危害整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的安全。因此，低地板傳動(dòng)齒輪箱漸開(kāi)線花鍵副的微動(dòng)磨損研究在認(rèn)識(shí)花鍵副的微動(dòng)磨損、開(kāi)展花鍵副優(yōu)化設(shè)計(jì)和提高花鍵副抗微動(dòng)磨損能力等方面有著極

2、其重要的意義，同時(shí)對(duì)提高低地板傳動(dòng)齒輪箱的可靠性與安全性具有十分重要的意義。本文研究?jī)?nèi)容來(lái)源于湖南省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目“100％低地板傳動(dòng)齒輪箱研制”子項(xiàng)目“漸開(kāi)線花鍵副微動(dòng)磨損研究”。
　　本文采用有限元法，對(duì)低地板傳動(dòng)齒輪箱漸開(kāi)線花鍵副的微動(dòng)參數(shù)進(jìn)行了分析，研究了各種不對(duì)中情況對(duì)花鍵副的影響，探討了齒廓修鼓的作用，并以角向不對(duì)中花鍵副的微動(dòng)參數(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行了微動(dòng)磨損試驗(yàn)研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）分析了花鍵

3、副的微動(dòng)摩擦接觸行為，得到了接觸壓力和相對(duì)滑移的分布規(guī)律，并對(duì)齒面摩擦接觸狀態(tài)和磨損進(jìn)行了分析與預(yù)測(cè)，探討了摩擦系數(shù)對(duì)接觸壓力、相對(duì)滑移、摩擦接觸狀態(tài)和Ruiz參數(shù)的影響。花鍵副齒面接觸壓力和相對(duì)滑移分布不均勻，摩擦系數(shù)越大，最大接觸壓力和最大相對(duì)滑移越??；摩擦系數(shù)對(duì)齒面摩擦接觸狀態(tài)有很大影響；Ruiz參數(shù)隨摩擦系數(shù)的增大而增大。
　　（2）研究了漸開(kāi)線花鍵副在角向不對(duì)中、徑向不對(duì)中以及角向與徑向不對(duì)中共同存在情況下的載荷分布。隨

4、著角向不對(duì)中量的增大，齒面接觸壓力與齒間載荷分布越不均勻，應(yīng)力集中位置發(fā)生變化；在徑向不對(duì)中下，齒間載荷分布呈現(xiàn)三角函數(shù)變化規(guī)律，隨著徑向不對(duì)中量的增大，齒面接觸壓力與齒間載荷分布越不均勻，應(yīng)力集中現(xiàn)象更加嚴(yán)重；在復(fù)合不對(duì)中情況下，徑向不對(duì)中量對(duì)齒間載荷分布影響更為明顯，角向不對(duì)中量對(duì)齒間載荷分布影響很小。
　?。?）對(duì)花鍵副齒廓修形進(jìn)行了分析，研究了修鼓量與修鼓位置參數(shù)對(duì)花鍵副齒面接觸壓力分布的影響，并考慮了修鼓對(duì)花鍵副角向不對(duì)

5、中的作用。鼓形花鍵副齒面接觸壓力與接觸長(zhǎng)度均隨著扭矩的增大而增大；花鍵副最大接觸壓力隨著修鼓量和修鼓位置參數(shù)的增大均先減小后增大，使花鍵副最大接觸壓力最小的最優(yōu)修鼓量隨角向不對(duì)中量的增大而增大；齒廓修鼓可以有效地減小花鍵副在角向不對(duì)中情況下齒面的最大接觸壓力和應(yīng)力集中現(xiàn)象，改善齒面接觸壓力分布，減輕角向不對(duì)中帶來(lái)的不良影響。
　?。?）以研究角向不對(duì)中花鍵副的微動(dòng)參數(shù)對(duì)磨損的影響為目標(biāo)，設(shè)計(jì)了相關(guān)的微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)在簡(jiǎn)化的微動(dòng)