煤礦機械用點線嚙合齒輪傳動設(shè)計分析

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摘要：分析研究了煤礦機械用點線嚙合齒輪傳動設(shè)計，并進行了相關(guān)的失效分析，希望可以為我國煤礦運輸行業(yè)的發(fā)展獻力。

關(guān)鍵詞：煤礦機械用點線嚙合齒輪

1煤礦機械齒輪的幾點失效形式

當前我國的煤礦開采工作主要以井工的開采為主，存在一些缺點：其一，煤礦開采的環(huán)境過于惡劣，且相關(guān)的機械設(shè)備由于受到了粉塵等污染，在進行投入使用的過程中并不能發(fā)揮出原有的作用；其二，由于采煤工作環(huán)境過于苛刻，對機械的正常使用帶來了一定的影響；其三，某些機械設(shè)備在24小時內(nèi)要處于不斷的工作狀態(tài)，維護和保養(yǎng)以及檢修等都較為困難。在這種情況下，便會出現(xiàn)煤礦機械的失效，并主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，煤礦機械齒輪會在一定程度上出現(xiàn)磨損等情況，主要是齒輪在進行運作的過程中會進入一系列的顆粒，這些顆粒會造成齒面損壞。其次是會受到破壞性點蝕和疲勞剝損，在進行齒輪工作的過程中，齒輪的實際承受力和接觸應(yīng)力會受到一定程度上的變化，并出現(xiàn)點蝕，這種點蝕會造成齒廓的破壞，甚至造成齒輪殘留過高的內(nèi)應(yīng)力。最后是煤礦機械齒輪在進行運作的過程中會出現(xiàn)疲勞斷裂和超負荷斷裂等情況，主要體現(xiàn)在齒根的結(jié)構(gòu)、超負荷以及角度誤差等導致突發(fā)的應(yīng)力逐漸增大，甚至發(fā)展到整個齒根出現(xiàn)斷裂。除了上述的幾種情況之外，還由于膠合以及塑性流動的原因，都會造成煤礦機械齒輪在運作的過程中失效。

2點線嚙合齒輪傳動的特點及相關(guān)公式

2.1特點

點線嚙合齒輪傳動在運行的過程中具有以下幾個特點，首先是由于點線嚙合齒輪傳動與漸開線齒輪轉(zhuǎn)動的情況一樣，具有可分性，并不會因為出現(xiàn)誤差而影響傳動比和接觸線的相關(guān)位置。其次點線嚙合齒輪傳動具有一定的強度和較長的壽命，當應(yīng)用在運煤和采煤等相關(guān)的工作中，并不會由于出現(xiàn)的一些細小問題而造成整個點線嚙合齒輪傳動的使用壽命縮短，而且在運行的過程中更是可以承受一定的工作強度。最后，點線嚙合齒輪傳動的噪聲較低且小齒輪的齒數(shù)較少，齒輪在進行運作的過程中會存在端面的重合度和軸向的重合度，重合度較大且接觸的精準度較高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。因此，點線嚙合齒輪傳動具有較小的噪音，由于點線嚙合齒輪的齒高要比漸開線的齒高略短，可以采用正變位。

3點線嚙合齒輪傳動測試及失效分析

3.1點線嚙合齒輪傳動測試

當前所進行的點線嚙合齒輪傳動測試主要是在軟齒面以及硬齒面的齒輪轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上進行的，也通過了大量的工業(yè)試驗，從而證明了點線嚙合齒輪傳動的優(yōu)越性，首先是進行效率測試，通過相關(guān)研究表明，點線嚙合齒輪減速器的效率可以達到99%以上。其次是進行噪音測試，根據(jù)不同功率，相關(guān)的分析儀對點線嚙合齒輪的頻率進行顯示，說明高級速嚙合齒輪的頻率的噪音要小于65dB。

3.2點線嚙合齒輪失效分析

漸開線的齒輪轉(zhuǎn)動經(jīng)過多年的研究和發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成果，對于接觸強度的失效分析可知，點線嚙合齒輪發(fā)生點蝕的情況一般出現(xiàn)在低速級，其中的小齒輪點蝕主要發(fā)生在齒的根部，大齒輪點蝕主要發(fā)生在齒的頂部。從實際的位置上來講，點線嚙合齒輪與漸開線齒輪存在一定程度上的不同，但相同之處都發(fā)生在節(jié)線的附近，因此節(jié)線附近為單對齒的接觸，其實際的接觸應(yīng)力較大，這更在一定程度上說明節(jié)線的附近是接觸強度過程中的薄弱環(huán)節(jié)，在進行彎曲強度失效分析的過程中發(fā)現(xiàn)齒出現(xiàn)折斷的位置主要在低速級的大齒輪周邊，并處于全部折斷的狀態(tài)，在這過程中漸開線斜齒輪主要呈傾斜的狀態(tài)折斷，并處于月牙形狀折斷。

4點線嚙合齒輪傳動的實際設(shè)計

點線嚙合齒輪經(jīng)常應(yīng)用在雙速絞車的運行中，而雙速絞車是礦井下的重要輔助運輸設(shè)備，本設(shè)計主要對JSED-14型號的雙速絞車減速機進行改造，其減速機的相關(guān)參數(shù)。在確定參數(shù)后，還要保證設(shè)備的工作條件處于24小時的斷工作制，并對安全系數(shù)提出較高的要求，原低速機的齒輪轉(zhuǎn)動與新的齒輪轉(zhuǎn)動。在確定相關(guān)參數(shù)后，對新舊方案的齒輪副進行實驗，從中得出新的齒輪副，也就是點線嚙合齒輪傳動較以往具有一定的優(yōu)越性，在設(shè)計計算上更是比以往的開線齒輪好，不僅減少了中心距，更是在一定程度上減小了體積和質(zhì)量，更加適應(yīng)煤礦井下的相關(guān)工作。因此，煤礦機械用點線嚙合齒輪的傳動在一定程度上對整個煤礦行業(yè)的運輸和技術(shù)方面的發(fā)展都起到了一定的幫助。

5結(jié)束語

對煤礦機械用點線嚙合齒輪傳動設(shè)計及失效分析進行研究具有一定現(xiàn)實意義，只有進一步提升煤礦機械的實際運作能力，并對煤礦機械以往工作中所面臨的問題進行有效的解決，才能更好的推進我國煤礦事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1]譚富春，王軍，黃海，等.點線嚙合齒輪在汽車變速器中的應(yīng)用[J].機械傳動，2017（6）：190-192.

[2]李忠貞.煤礦機械磨損失效分析方法和抗磨措施[J].煤礦現(xiàn)代化，2017（3）：92-93

作者：閻虹 單位：陽泉煤業(yè)集團礦山救護大隊