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      淺談齒輪修形

      2019-05-14 來源:南京安維士傳動技術股份有限公司作者:鐘國松 高級工程師 瀏覽數:7996

      作為風電齒輪箱重要的零部件——齒輪,在風機運行過程中,會不斷受到載荷的作用,使齒輪發生變形,變形量雖然肉眼很難觀察,但真實存在且極為重要,對齒輪箱的正常運行有很深的影響,合適的齒輪修形能提高嚙合效果,改善了傳動性能,對齒面的受力、振動和溫度有很大影響。

            作為風電齒輪箱重要的零部件齒輪,在風機運行過程中,會不斷受到載荷的作用,使齒輪發生變形,變形量雖然肉眼很難觀察,但真實存在且極為重要,對齒輪箱的正常運行有很深的影響,合適的齒輪修形能提高嚙合效果,改善了傳動性能,對齒面的受力、振動和溫度有很大影響。

      在風電齒輪箱中,除了齒輪制造和安裝誤差,齒輪傳動過程中還存在齒輪的彈性變形和熱變形。所以計算修形量必須考慮這兩方面的影響。

      齒輪修形可以補償修正彈性變形,減小安裝誤差對齒輪傳動的影響,減小齒輪的振動和噪聲。為了偏離理論齒面,齒輪修形有意識地微量修整齒輪的齒面。按修形部位的不同,齒輪修形可分為 齒廓修形  齒向修形 。

       齒廓修形 是因為在嚙合過程中齒輪的載荷分布有明顯的突變現象,齒輪的彈性變形也隨之改變,使標準的漸開線齒輪在嚙入時發生干涉,其 實質就是將一對相嚙合齒輪上發生干涉的齒面定點定量的削去一部分,主要有齒頂修形(圖a)和齒根修形(圖b);

      圖a 

      圖b

      齒廓修形能提高齒輪的嚙合特性,合適的齒輪修形能消除嚙合的干涉問題,減少嚙入嚙出的沖擊,延長齒輪的使用壽命。

      同時,齒輪箱在傳遞功率的過程中,在齒向方向上也會發生變形。主要包括齒輪的彎曲變形、扭轉變形、剪切變形及齒面接觸變形,齒輪的螺旋線會發生改變,若齒輪在空載狀態下齒向是均勻接觸的狀態,隨著載荷加大,會發生齒輪偏一側接觸(圖c),其實質是載荷在齒向分布不均勻,出現了偏載的現象。在實際的齒輪加工過程中,考慮到工藝條件和成本等因素,一般采用齒端倒坡(圖d)或則齒向修鼓形(圖e);

      圖c

      圖d

      圖e

      根據齒輪受力后齒向產生的變形,將齒輪齒面螺旋線按預定變形進行修形,以獲得較為均勻的齒向載荷分布。

      對圓柱齒輪的齒廓和齒向進行適當的修形,對改善齒輪箱的運轉性能、提高其承載能力、延長其使用壽命有明顯的效果;同時采取修形也可以部分抵消加工及裝配誤差對齒輪箱運轉噪聲和振動的影響。

      一般來說:計算和經驗是得到齒輪修形量的關鍵,同時齒輪箱試驗是檢驗齒輪修形和齒輪箱運行的最后一道門,通常檢驗是在齒輪箱空載試驗合格后,額定轉速下逐級加載試驗;在試驗過程中,評判齒輪修形主要有以下幾個指標:

      1、齒輪嚙合過程中產生的 噪聲 主要是運行過程中齒輪的撞擊,所以噪聲可以看成是衡量齒輪傳動平穩的重要指標,一般都在齒輪箱額定轉速和額定負荷下,測定齒輪箱的噪聲和振動。

      2、在齒輪箱裝配過程中,為了方便檢驗齒輪的修形可靠性,一般采用著色法,即在齒輪箱可觀察位置涂抹 “藍油”,在齒輪箱每一級的加載過程后,觀察齒輪齒面的 接觸斑點的 變化。

      根據得到的結果調整齒輪的修形,通過不斷地調整和試驗,最終得到適合該齒輪箱運行工況的修形 ,使齒輪箱運行更長久。

      齒輪修形相當于車胎,車胎沒氣后你依然可以騎行,只是車會加速損壞,效果不能達到預期,車如此,齒輪箱亦是如此。所以能通過計算和試驗得到適合齒輪箱工況下的修形對齒輪箱正常、長久運行至關重要。


      【延伸閱讀】

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