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            浅谈齿轮修形

            2019-05-14 来源:南京安维士传动技术股份有限公司作者:钟国松 高级工程师 浏览数:10324

            作为风电齿轮箱重要的零部件——齿轮,在风机运行过程中,会不断受到载荷的作用,使齿轮发生变形,变形量虽然肉眼很难观察,但真实存在且极为重要,对齿轮箱的正常运行有很深的影响,合适的齿轮修形能提高啮合效果,改善了传动性能,对齿面的受力、振动和温度有很大影响。

                  作为风电齿轮箱重要的零部件齿轮,在风机运行过程中,会不断受到载荷的作用,使齿轮发生变形,变形量虽然肉眼很难观察,但真实存在且极为重要,对齿轮箱的正常运行有很深的影响,合适的齿轮修形能提高啮合效果,改善了传动性能,对齿面的受力、振动和温度有很大影响。

            在风电齿轮箱中,除了齿轮制造和安装误差,齿轮传动过程中还存在齿轮的弹性变形和热变形。所以计算修形量必须考虑这两方面的影响。

            齿轮修形可以补偿修正弹性变形,减小安装误差对齿轮传动的影响,减小齿轮的振动和噪声。为了偏离理论齿面,齿轮修形有意识地微量修整齿轮的齿面。按修形部位的不同,齿轮修形可分为 齿廓修形  齿向修形 

             齿廓修形 是因为在啮合过程中齿轮的载荷分布有明显的突变现象,齿轮的弹性变形也随之改变,使标准的渐开线齿轮在啮入时发生干涉,其 实质就是将一对相啮合齿轮上发生干涉的齿面定点定量的削去一部分,主要有齿顶修形(图a)和齿根修形(图b);

            图a 

            图b

            齿廓修形能提高齿轮的啮合特性,合适的齿轮修形能消除啮合的干涉问题,减少啮入啮出的冲击,延长齿轮的使用寿命。

            同时,齿轮箱在传递功率的过程中,在齿向方向上也会发生变形。主要包括齿轮的弯曲变形、扭转变形、剪切变形及齿面接触变形,齿轮的螺旋线会发生改变,若齿轮在空载状态下齿向是均匀接触的状态,随着载荷加大,会发生齿轮偏一侧接触(图c),其实质是载荷在齿向分布不均匀,出现了偏载的现象。在实际的齿轮加工过程中,考虑到工艺条件和成本等因素,一般采用齿端倒坡(图d)或则齿向修鼓形(图e);

            图c

            图d

            图e

            根据齿轮受力后齿向产生的变形,将齿轮齿面螺旋线按预定变形进行修形,以获得较为均匀的齿向载荷分布。

            对圆柱齿轮的齿廓和齿向进行适当的修形,对改善齿轮箱的运转性能、提高其承载能力、延长其使用寿命有明显的效果;同时采取修形也可以部分抵消加工及装配误差对齿轮箱运转噪声和振动的影响。

            一般来说:计算和经验是得到齿轮修形量的关键,同时齿轮箱试验是检验齿轮修形和齿轮箱运行的最后一道门,通常检验是在齿轮箱空载试验合格后,额定转速下逐级加载试验;在试验过程中,评判齿轮修形主要有以下几个指标:

            1、齿轮啮合过程中产生的 噪声 主要是运行过程中齿轮的撞击,所以噪声可以看成是衡量齿轮传动平稳的重要指标,一般都在齿轮箱额定转速和额定负荷下,测定齿轮箱的噪声和振动。

            2、在齿轮箱装配过程中,为了方便检验齿轮的修形可靠性,一般采用着色法,即在齿轮箱可观察位置涂抹 “蓝油”,在齿轮箱每一级的加载过程后,观察齿轮齿面的 接触斑点的 变化。

            根据得到的结果调整齿轮的修形,通过不断地调整和试验,最终得到适合该齿轮箱运行工况的修形 ,使齿轮箱运行更长久。

            齿轮修形相当于车胎,车胎没气后你依然可以骑行,只是车会加速损坏,效果不能达到预期,车如此,齿轮箱亦是如此。所以能通过计算和试验得到适合齿轮箱工况下的修形对齿轮箱正常、长久运行至关重要。


            【延伸阅读】

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            阅读上文 >> 风电行业中几种新技术的简介
            阅读下文 >> 北方寒冷地区海上风机基础安装技术获突破

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