聂 鹏

(湖南航翔燃气轮机有限公司，湖南 株洲 412002)

0 引言

齿轮箱是传动系统的关键部件，某型传动齿轮箱使用在潮湿、高温环境下，系统加载时对齿轮的冲击较大，导致齿轮在啮合过程中的偏载及滑动较大，增加了振动及噪声，降低了传动精度和承载能力，缩短了齿轮箱整体的使用寿命。对齿轮进行适当的修形可以使齿轮啮入、啮出更加平稳，齿轮在受载变形后齿面压力分布均匀、减少偏载，同时齿廓变形后仍能平稳运转。本文运用MASTA软件对齿轮进行强度分析并进行修形设计，以齿轮修形前后的传递误差、强度安全系数、齿轮应力分布情况和齿面接触温度作为评判指标来评定修形后齿轮的改善情况，达到齿轮箱的优化设计。

1 齿轮参数的匹配

某型齿轮箱采用一级平行轴圆柱斜齿轮布局形式，驱动电机通过双膜片联轴器与齿轮箱输入轴锥面过盈连接，通过齿轮箱传递转速和扭矩，输出轴与负载端法兰连接，箱体与基体通过螺栓相连。输入额定扭矩为1 008 N·m，小齿轮最大扭矩为9 800 N·m，驱动电机最大转速为3 630 r/min。按照ISO 6336计算齿轮强度，经过调整、优化、匹配得到齿轮参数，见表1。

表1 齿轮参数

2 基于MASTA的设计分析

2.1 基于MASTA的载荷和强度分析

齿轮材料采用17CrNiMo6，考虑轴的弯曲扭转刚度、齿轮啮合刚度、轴承游隙等因素分析齿轮接触印痕。齿轮在啮合过程中存在局部应力集中、偏载、接触温度偏高等现象，采用MASTA软件对齿轮副进行额定载荷、极限载荷和疲劳强度分析。……