重載低速傳動(dòng)末級(jí)小齒輪自調(diào)位裝置的研究.pdf

1、在冶金、建材、化工等行業(yè)，由于工藝的需要，存在一些重型的回轉(zhuǎn)設(shè)備，如燒結(jié)機(jī)、氧氣轉(zhuǎn)爐、回轉(zhuǎn)窯等。重載低速傳動(dòng)系統(tǒng)在這些重型設(shè)備的運(yùn)行中占據(jù)著重要的地位，國(guó)外從20世紀(jì)50年代開(kāi)始研制應(yīng)用柔性傳動(dòng)技術(shù)，發(fā)展很快。我國(guó)從70年代后期起逐步研制多柔傳動(dòng)裝置，并引進(jìn)了不少該類(lèi)成套設(shè)備。本文致力于重載低速傳動(dòng)末級(jí)小齒輪自調(diào)位裝置的研究，對(duì)多柔傳動(dòng)和自調(diào)位小齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、理論及設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，為我國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用提供技術(shù)參考。 本文通

2、過(guò)對(duì)BF型、BFP型及BFT型多柔傳動(dòng)的機(jī)理及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合BF型、BFP型的特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的雙軌道型、雙點(diǎn)嚙合單驅(qū)動(dòng)BF型多柔傳動(dòng)裝置及特點(diǎn)。由于BF型(含特殊BF型)、BFP型傳動(dòng)共有的弊端是其滾輪必須承受一定的輪壓，以此保證大小齒輪的正常中心距并穩(wěn)定運(yùn)行，而該輪壓必然導(dǎo)致輪與軌的磨損，在實(shí)際運(yùn)行中不但滾輪更換較頻繁，也降低了大齒輪的使用壽命。雙軌道型多柔傳動(dòng)裝置的成功研制，使其在單點(diǎn)嚙合條件下滾輪與軌道間輪壓在理論

3、上可為零并具多項(xiàng)功能，較好地解決了這一問(wèn)題。該新型傳動(dòng)在任一嚙合點(diǎn)，即在單點(diǎn)嚙合條件下的運(yùn)轉(zhuǎn)功能不是單一的，而是具有BOGILEX()傳動(dòng)全部運(yùn)轉(zhuǎn)功能，且按BF及BFP方式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輪壓可很小。雙點(diǎn)嚙合單驅(qū)動(dòng)BF型多柔傳動(dòng)裝置，通過(guò)在懸掛小車(chē)內(nèi)設(shè)置兩個(gè)小齒輪共同來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)大齒輪，使其承載能力提高一倍。 對(duì)某企業(yè)Ф3200煅燒爐末級(jí)傳動(dòng)裝置出現(xiàn)了末級(jí)小齒輪過(guò)度磨損，使得小齒輪使用壽命大大縮短這一情況，本文提出了采用末級(jí)傳動(dòng)改造為自調(diào)位

4、小齒輪裝置形式，以解決末級(jí)傳動(dòng)嚙合不良的問(wèn)題。由于自調(diào)位小齒輪傳動(dòng)裝置的最大特點(diǎn)是利用鼓形齒來(lái)傳遞動(dòng)力和自調(diào)位偏轉(zhuǎn)，通過(guò)對(duì)其傳動(dòng)機(jī)理、結(jié)構(gòu)及受力狀況的分析，在消化DMGH傳動(dòng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)煅燒爐末級(jí)傳動(dòng)的要求，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了三種自調(diào)位小齒輪結(jié)構(gòu)型式方案，并給出了具體改造設(shè)計(jì)方案及鼓形齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了對(duì)自調(diào)位小齒輪裝置鼓形齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行研究，研制了重載低速傳動(dòng)末級(jí)自調(diào)位小齒輪實(shí)驗(yàn)裝置，并投入實(shí)驗(yàn)使用。 針對(duì)現(xiàn)行的BF

5、T型多柔傳動(dòng)理論計(jì)算公式存在的問(wèn)題，本文通過(guò)建立新的坐標(biāo)體系，對(duì)BFT型多柔傳動(dòng)末級(jí)不均載的三種情況進(jìn)行力學(xué)分析，解決了各種不均載條件下的精確理論計(jì)算問(wèn)題，得出了在全均載及其他不同程度均載條件下的精確理論計(jì)算公式，并根據(jù)這些公式可以方便工程計(jì)算。同時(shí)，提出了確定最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的兩種方法，并通過(guò)實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證。一種是試湊法，可以快速地找出比較合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)，也為其他型式的多柔傳動(dòng)設(shè)計(jì)提供了類(lèi)似的解決方案。第二種優(yōu)化設(shè)計(jì)法，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了

6、多柔傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、參數(shù)優(yōu)化。 由于自調(diào)位小齒輪裝置的應(yīng)用在國(guó)外也是最近幾年，其設(shè)計(jì)、制造方法屬于專(zhuān)利范圍，未見(jiàn)有公開(kāi)資料。本文通過(guò)對(duì)自調(diào)位小齒輪裝置的受力進(jìn)行分析，給出了裝置的核心零件鼓形齒的設(shè)計(jì)方法，并應(yīng)用所給出的方法設(shè)計(jì)了自調(diào)位小齒輪實(shí)驗(yàn)裝置。根據(jù)所設(shè)計(jì)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)，成功制造出了自調(diào)位小齒輪裝置樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為裝置及系列裝置的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。 為了便于分析自調(diào)位小齒輪裝置中鼓形齒齒向位移、棱邊卡死現(xiàn)象及說(shuō)明某一

7、輪齒所處周向位置，本文參考鼓形齒聯(lián)軸器的嚙合分析，把鼓形齒內(nèi)、外齒面的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為展開(kāi)的平面運(yùn)動(dòng)。先建立鼓形齒齒面方程，根據(jù)非共軛齒面的嚙合條件，得到一系列非線(xiàn)性方程組，再運(yùn)用MATALAB優(yōu)化求解嚙合點(diǎn)的數(shù)值解，最后得出內(nèi)外齒嚙合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 本文通過(guò)對(duì)鼓形齒與小齒輪上內(nèi)齒輪的配合分析和自調(diào)位小齒輪裝置機(jī)構(gòu)偏載分析，引入柔性多體動(dòng)力學(xué)理論，建立了自調(diào)位小齒輪系統(tǒng)柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。由于本傳動(dòng)的小齒輪自調(diào)位機(jī)構(gòu)為一可自適應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)