第4期 2017年4月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)04006005
DOI: 10. 13462/j. cenki. mmtamt. 2017. 04. 015
高频破碎器齿轮接触应力分析及齿廓修形
刘文，蔡家斌，丁成波，王兴旺（贵州大学机械工程学院，贵阳550025）
No.4 Apr.2017
摘要：高频破碑器的激振力由斜齿轮上的偏心块产生，斜齿轮的失效会导致高频破碎器无法正常工作。利用Solidworks精确建立某型高频破碎器的斜齿轮三维模型，将其导入ADAMS中进行动力学分析，确定其接触参数，求解出齿轮的扭矩和啮合力，然后将得到的参数作为有限元分析的边界条件，在ANSYSworkbench中进行齿面接触应力分析，发现斜齿轮啮合时出现了应力集中现象，最后对斜齿轮齿顶进行齿廊修形。结果表明，修形后的最大齿轮接触应力降低了30.4%，对高频破碑器齿轮设计具有指导意义。
关键词：高频破碎器；斜齿轮；动力学分析；有限元分析；齿廊修形
中图分类号：TH122;TG506
文献标识码：A
The Gear Contact Stress Analysis and Tooth Profile Modification of High Frequency Knapper
LIU Wen , CAI Jia-bin, DING Cheng-bo, WANG Xing-wang
( School of Mechanical Engineering, Guizhou University , Guiyang 550025 , China )
Abstract: The vibration force of High frequency knapper is produced by the eccentric block on the helical oaaeae gear three-dimensional model of the certain type high frequency knapper was established based on Solid-works software accurately, and it was imported into ADAMS software for dynamic analysis, confirm the contact parameters, solve the output torque of the gear and meshing force, and then get parameters as the boundary conditions of finite element analysis, make tooth surface contact stress analysis in ANSYS Work-bench, found that the helical gear meshing appeared stress concentration phenomenon, finally make a tooth profile modification for the helical gear addendum. The result showed that the maximum gear tooth profile modification after contact stress reduced by 30. 4% ,and it provides guidance for the design of high frequency knapper helical gear.
Key words : high frequency knapper; helical gear; dynamic analysis ; the finite element analysis; tooth pro-file modification
0引言
高频破碎器是一种新型的矿山破碎设备，其利用液压马达将挖掘机的液压能转化为机械能，从而驱动偏心块使之产生破碎岩石的破碎力，主要用于矿山的岩石破碎以及公路改造中。高频破碎器的偏心块与斜齿轮紧固在一起，如图1所示。当两个斜齿轮相互啮合转动的时候，就会产生正弦函数的激振力，从而驱动高频破碎器的振动箱体破碎岩石，斜齿轮的失效将会导致偏心块无法正常工作，从而影响高频破碎器的使用寿命。刘涛等2运用ADAMS对高频破碎器振动箱体作运动学分析，得出初始阶段齿轮间啮合力较大，对齿轮要求很高，但没有对此进一步分析，而何文强
等[3]通过对高频破碎器静力分析，得出从动齿轮的最大接触应力超过材料的屈服极限，存在安全隐患，但没有给出齿轮具体的失效形式和解决办法。由于高频破碎器斜齿轮啮合时不仅受到液压马达的扭矩产生的瞻合力，还受到偏心块产生的偏心力和岩石传递的反作用力的影响，受力复杂，难以以理论计算来确定齿轮具体受力的大小
随着计算力学和计算机仿真技术的发展，很多软件能够运用于解决实际问题并能够得到与理论公式近似甚至更精确的计算结果[4]。因此文章首先运用 Solidworks软件精确生成高频破碎器实际的主齿轮与从齿轮模型，然后导入ADAMS中进行动力学仿真，得到齿轮啮合时产生接触力以及马达转矩，分析其受力
收稿日期：20160907；修回日期：20161006
*基金项目：贵州大学创新基金（研理工2016029)；面向智能装备领域的"技术众筹"研究生创新基地（贵大研CXJD[2015]003）
mail)18798011213@ 163
作者简介：刘文(1991一)，男，土家族,湖南感利县人，费州大学硕士研究生，研究方向为CAD/CAM技术与应用，（E-
com；通讯作者：蔡家斌(1974—），男，费阳人，贵州大学副教授，研究方向为摩撑学与表面工程，（Email)734512130@q9-com，
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