低地板傳動齒輪箱漸開線花鍵副微動磨損研究.pdf

1、低地板傳動齒輪箱是現(xiàn)代化城軌與地鐵中的核心零部件，在軌道車輛運行中起著牽引和傳遞扭矩的作用。漸開線花鍵副作為一種用來傳遞扭矩與旋轉(zhuǎn)運動的機械零部件，在低地板傳動齒輪箱的機械傳動系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用；由于低地板傳動齒輪箱結(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磨損的影響將危害整個傳動系統(tǒng)的安全。因此，低地板傳動齒輪箱漸開線花鍵副的微動磨損研究在認(rèn)識花鍵副的微動磨損、開展花鍵副優(yōu)化設(shè)計和提高花鍵副抗微動磨損能力等方面有著極

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

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

4、著角向不對中量的增大，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)合不對中情況下，徑向不對中量對齒間載荷分布影響更為明顯，角向不對中量對齒間載荷分布影響很小。
　?。?）對花鍵副齒廓修形進(jìn)行了分析，研究了修鼓量與修鼓位置參數(shù)對花鍵副齒面接觸壓力分布的影響，并考慮了修鼓對花鍵副角向不對

5、中的作用。鼓形花鍵副齒面接觸壓力與接觸長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，減輕角向不對中帶來的不良影響。
　　（4）以研究角向不對中花鍵副的微動參數(shù)對磨損的影響為目標(biāo)，設(shè)計了相關(guān)的微動磨損試驗臺，通過在簡化的微動