矿用电机车冲击重载齿轮的弹性结构设计及动态特性分析

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第２期　机械设计与制造　
２００６年２月　
Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｄｅｓｉｇｎ
＆
Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　
一１７一　
文章编号：１００１—３９９７（２００６）０２—００１７—０２　
矿用电机车：中击重载齿轮的　
弹性结构设计及动态特性分析　
李蕾（沈阳航空工业学院．沈阳１　１００３４）　
苏猛（辽宁工程技术大学，阜新１２３０００）　
Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｌａｓｔｉｃ　ｓｔｒｕｃｔｕ　ｒｅ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　
ｆＯｒ　ｔｈｅ　ｈｅａｖｙ—ｄｕｔｙ　ｇｅａｒ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈａｕｌａｇｅ　ｍｏｔｏｒ　ｆｏｒ　ｍｉｎｅ　
ＬＩ　Ｌｅｉ（Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１１００３４，Ｃｈｉｎａ）　
ＳＵ　Ｍｅｎｇ（Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｆｕｘｉｎ　１２３０００，Ｃｈｉｎａ）　
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中图分类号：ＴＨ１３２　０２４２．２１文献标识码：Ａ　
ｆ　我国露天矿用电机车上的重载齿轮是在静态的基础上按　
传统方法设计出来的，对实际载荷工况的复杂性难以准确定　位。尤其是在恶劣的工作环境下，啮合冲击加速度和外部动态　尖蜂激励的经常出现，对齿轮的动态特性产生各种各样的影　
响，致使大齿轮频繁断裂。寿命长者维持一年，短的甚至只有几　天，给煤炭运输带来重大的损失。因此，改善重载下的齿轮传动　特性，提高抗冲击能力，延长使用寿命已成为当务之急。弹性齿　一一一　一～一一　～　
轮结构的研究将对重载齿轮的应用具有重要的现实意义和理　图１齿轮系统示意图　
论价值。　
重载齿轮啮合产生外部激励的形式有：①与系统的运动状　１弹性齿轮结构设计　
态无关的外部动态激励；②与系统运动历程（如旋转角）有关的　激励，是系统中的时变动态激励（参数激励）；③与系统中某些自　１．１工况分析　
由度间的相对运动状态有关的激励。　
露天矿电机车齿轮传动是单自由度的开式齿轮传动（如图　１．２设计原始数据　
１）。由于露天矿开采逐年加深，线路条件恶劣，在深部运输时，　以某矿８０Ｔ电机车传动齿轮为例。Ｚ。＝１６、ｚ２＝７５，ｍ＝　重车起、停频繁，造成很大的冲击和振动；牵引电机采用抱轴瓦　１０ｒａｍ，口＝２０。，变位系数莉＝０．５、Ｘ２＝０．２９４，精度８级，中心距　半悬挂式，电动机直接驱动小齿轮；其功率经由小齿轮、大齿轮　Ａｏ＝４６２．５ｍｍ，齿宽ｂｌ＝１４０ｍｍ、６２＝１４５ｍｍ。材质及热处理：小　传递给车轮，属于刚性传递；外来附加载荷对机车动力冲击亦　齿轮采用２０ＣｒＭｎＴｉ，表面渗碳深１—２ｍｍ，ＨＲＣ５６—６２，热处理　由车轮、牵引大齿轮刚性传给电动机及整个机车，相互间无任　后的芯部性能Ｏ＇ｔｌ＝１０７９ＭＰａ。　Ｉ＝８３４　ＭＰａ；大齿轮采用　何缓冲装置，引起尖峰载荷冲击。通过齿轮的失效分析，８Ｏ吨电　３５ＣｒＮｉ铸造，调质处理，齿面淬火，ＨＲＣＡ０—４５，热处理后的芯　机车牵引大齿轮的实际破坏形式主要是轮齿折断、齿轮面过度　
部性能０＂６２：７８６ＭＰａ，　２＝５８０ＭＰａ。电机车机车额定功率Ｐ＝　
磨损和齿面压溃。据现场统计分析８Ｏ吨电机车的轮齿折断故障　２１０ｋＷ，机车启动最大牵引力，－柚＝２３５２０Ｎ，机车的额定速度　
约占牵引大齿轮总失效数的８０％以上。　
＝５．８９ｍ／ｓ。　
★来稿１３期：２００５—０５—０６　

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/b56e100c6c175f0e7dd13705.html