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羅茨風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

羅茨風(fēng)機(jī)軸和人字齒輪的受力分析D6090羅茨風(fēng)機(jī)傳動部分結(jié)構(gòu)尺寸，人字齒輪由安裝在輪轂上的前后兩個錐齒環(huán)組成，錐齒環(huán)參數(shù)為mn=6，z=62，=1730，分度圓直徑d=3900mm，寬度b = 60mm取拉伸和壓縮彈性模量E=200GPa，剪切彈性模量G=79GPa，泊松比= 0.31，抗彎剛度EI1 = 20358 kn m2(D1 = 120mm)，EI3 = 14374 kn m2(D3 = 110mm)，EI4 = 32572 kn m2(D4 = 240mm

D6090羅茨風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸羅茨風(fēng)機(jī)主軸、副軸和人字齒輪上的應(yīng)力呈周期性變化。風(fēng)扇葉輪在位置(A)時，主軸的阻力產(chǎn)生的扭矩最大，副軸的徑向力也最大。此時齒輪副傳遞的扭矩最小(僅用于克服軸承副的摩擦扭矩，計算時可近似認(rèn)為是0)，電機(jī)產(chǎn)生的扭矩主要用于克服主軸上的阻力扭矩對傳遞的氣體做功。當(dāng)風(fēng)機(jī)葉輪處于(b)所示位置時，主軸上的徑向力最大，副軸上的阻力矩也最大。此時齒輪副傳遞的扭矩最大，電機(jī)產(chǎn)生的扭矩主要用來克服副軸上的阻力矩對傳遞的氣體做功。風(fēng)機(jī)葉輪在其他位置時，主軸、副軸和齒輪副的受力介于位置(A)和(B)之間，因此只需分析風(fēng)機(jī)葉輪在位置(B)時軸上的受力。

風(fēng)機(jī)人字齒輪齒根彎曲疲勞強度分析從D6090風(fēng)機(jī)的性能曲線可知。風(fēng)機(jī)全壓頭為441kPa時，軸功率Nd=210kW，V = 0.86，P = Nd/V = 2442 kW，產(chǎn)生的扭矩M = 9552 P/n = 24298nm。人字齒輪輪齒的應(yīng)力如下圖所示(從動輪未示出)F1=Ft1/cos=65265N，F(xiàn)r1=F1tgn=23755N，F(xiàn)n1=F1/cosn=69454N。齒根彎曲疲勞強度為2: F = kakf1yyfayshabmna (1)已知Ft1=62415N，求Yfa=224，Ysa=175，Y=087，a=17，K=165，Ka=145，F(xiàn)=450MPa，將數(shù)據(jù)代入公式(1)得到人字齒輪(驅(qū)動輪)的受力分析。3分析風(fēng)扇軸的彎曲和變形。風(fēng)扇葉輪在(b圖中齒輪的軸向力未顯示)。已知主軸在Z、Y方向的彎曲變形大于副軸，所以只計算主軸截面2-2(前齒圈所在位置)相對于截面1-1(后齒圈所在位置)的彎曲扭曲變形Z、Y。

風(fēng)扇31的應(yīng)力主軸沿Z軸方向的彎曲變形Z通過單位力法(莫爾法)計算。主軸沿Z軸方向的彎曲變形Z為1:Z =(948310-4e i1+955110-3e i3)Q1X+(247710-4e i1+385510-2e i3+3003310-330)EI3 = 14374 kn m2，EI4=32572kNm2，F(xiàn)t=2Ft1=12482N，x=013m，則Z = 000扭轉(zhuǎn)角力矩引起的人字齒前后齒圈的相對角位移為:= 1 GIP 4x0 MXDX (4)已知GIP4 = 2576。

為了說明Z軸和Y軸彎曲變形對齒輪力不均勻分布的影響程度，估算了輪齒的接觸彈性變形E。彈性變形分析表明，接觸變形接觸區(qū)寬度C為2:C = 226 FB 121+2(1-m2e 1+1-m2e 2)(5)，其中:1=2=dsinn2=6657mm，f = 2N1 = 138908n，線接觸長度B可近似等于齒圈寬度b=60mm。然后公式(5)給出c=0013mm，e=e1+e2=2e1接觸彈性變形改善措施抵消變形。通過調(diào)整齒圈，使空載荷條件下前齒圈輪齒受力大于后齒圈輪齒受力，軸在高載荷下變形，從而達(dá)到前后齒圈受力均勻的目的。具體方法如下:固定風(fēng)機(jī)主軸和副軸。在齒輪副中選擇一個人字齒輪(如主軸上的齒輪)，取下定位銷，松開六角螺栓，用木棒的一端托住前齒圈的齒，敲擊另一端使前齒圈沿嚙合方向(逆時針)移動一個微小的角度(移動量可通過銷孔的錯動量判斷)，然后用鉸刀重新校正定位銷孔，并安放定位銷。

結(jié)論羅茨風(fēng)機(jī)齒輪為懸臂布置。在高載荷下，由于軸沿Z、Y軸的彎曲變形，人字齒輪前后齒圈齒受力不均，后齒圈齒受力較大，容易造成后齒圈齒局部斷裂。由于前后齒圈受力不均而產(chǎn)生軸向力(見Fa2 >: 1)，當(dāng)軸向力超過一定限度時，會加速內(nèi)圈法蘭、滾動體、保持架等的磨損。3524軸承的，引起主軸和副軸的軸向移動，從而引起風(fēng)扇葉輪擦墻板。變形法和在齒輪端軸承箱中增加軸承的方法可以改善風(fēng)機(jī)人字齒輪前后齒圈在高負(fù)荷下的受力狀況。采取上述措施后，我廠羅茨風(fēng)機(jī)即使在高負(fù)荷下運行(最大電機(jī)電流達(dá)到500A，總壓頭達(dá)到491kPa)，也沒有出現(xiàn)輪齒折斷、葉片與壁板摩擦的現(xiàn)象。

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