齿轮齿条钻机起升系统动态响应分析

齿轮齿条钻机起升系统的动力学特性是影响其工作性能的重要因素。在动力学分析的基础上,建立了单对齿轮齿条啮合的动力学模型以及多对齿轮齿条啮合下起升系统的动力学模型,揭示了齿轮时变啮合刚度对系统动态响应的影响规律,并利用Solidwork与ADAMS联合建模方法,进一步分析了起升系统在不同工况下齿轮齿条之间的接触力以及齿轮转速随时间的变化规律。分析结果表明,齿轮齿条钻机起升系统齿轮的输出转速因内部激励的影响随时间发生变化,并且与啮合力之间存在冲击峰值的同步性;在工况相同条件下,与起钻过程相比,起升系统下钻过程的振幅变化较大,齿轮转速曲线振幅与齿轮齿条啮合接触力曲线振幅同时增加。研究结果可为齿轮齿条钻机起升系统的优化设计提供参考。     

大模数重载齿轮齿条接触强度分析

齿轮齿条啮合系统是齿轮齿条钻机的关键设备,其齿轮齿条的强度关系到整个钻机平台的作业安全。为了校核齿轮齿条强度,根据钻机实际工况,建立大模数重载齿轮齿条啮合模型,采用有限元软件分析齿轮齿条的啮合受力情况,并进行数值模拟,研究其接触应力和应变情况。根据齿轮强度校核理论对齿轮齿条进行理论计算。有限元仿真与理论分析结果表明:有限元分析模型的简化、加载的位置和大小、接触方式、约束方式以及运算简化处理等会产生一定的误差。在误差允许范围内,有限元分析结果更接近实际工况,可作为大模数重载齿轮齿条啮合的强度计算依据。研究结果对钻机齿轮齿条机构设计具有一定的指导意义。     

基于偏载作用下的齿轮齿条啮合仿真研究

在研究的齿轮齿条钻机设计方案中,由于其特殊的结构设计,钻机井架重心和传动系统重心不在同一竖直平面上,产生的附加弯矩将会影响齿轮齿条的啮合。鉴于此,根据钻机实际偏载工况,建立了齿轮齿条模型,并从齿轮强度校核理论、有限元仿真两方面分析了齿轮齿条的啮合情况。分析结果表明:相比于无附加弯矩,附加弯矩会导致齿轮和齿条的齿面应力分布不均;同时随着附加弯矩的增加,应力呈线性增加,并在齿条受拉方向集中程度增加,增大了齿轮齿条轮齿破坏的风险;当齿轮运动逐步靠近齿条顶端时,推断齿轮和齿条可能出现脱开;附加弯矩将严重影响钻机的安全运行和钻井安全,并对齿轮齿条起升系统、井架结构和材料强度提出了更高要求。所得结论对钻机的设计具有一定的指导意义。     

双圆弧齿轮基准齿形的计算分析

<正> 在机械电子工业部部颁标准JB2940—81中,将双圆弧齿轮的基准齿形定义为假想的与齿轮共轭啮合的基准齿条的法截面齿形。从这一定义出发才能导出双圆弧齿轮的齿面方程及其滚刀齿形,从而为其成形理论、啮合特性、精度分析和测量尺寸的计算等提供基本依据,所以说双圆弧齿轮基准齿形的设计和计算具有十分重要的意义。     

双圆弧齿轮凸凹弧啮合规律与啮合刚度计算

介绍了双圆弧齿轮同一轮齿上两啮合点在轴向的距离qTA、不同情况下轮齿啮合的啮合点数、凸凹弧啮合点在轮齿中的位置规律及齿轮轮齿啮合刚度的计算方法。计算分析认为，双圆弧齿轮的啮合点分布情况是齿轮的轴向周节、同一轮齿上两啮合点在轴向的距离和齿轮的有效宽度的函数。在齿轮工作过程中，啮合刚度是以轴向周节为周期变化的，且变化幅度较大，因此啮合噪音较大。所得出的分析方法和结论，对双圆弧齿轮的动态特性分析与齿轮的刚度设计有参考价值。     

基于传递矩阵法的齿轮齿条钻机纵向振动分析

将齿轮齿条钻机简化为线性链式连续多体系统,基于传递矩阵法建立了齿轮齿条钻机各个结构纵向振动的传递矩阵,运用矩阵乘法建立了钻机纵向振动的传递矩阵。分段计算了小车在井架不同高度和1~3km井深时纵向振动的1阶共振频率,并将模型的计算结果与软件的仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:齿轮齿条钻机的系统振动频率主要取决于钻柱长度;井架的高度及升降小车在井架上的运动对钻机系统频率的影响很小,不会改变钻机系统的稳定性。研究结果对齿轮齿条钻机作业有一定指导作用。     

胜利作业五号平台桩腿齿条焊接及安装工艺研究

在升降式作业平台的升降过程中,为保证平台的稳定性,齿轮齿条的啮合精度必须控制在一个很小的误差范围内,这就对桩腿齿条预制安装过程中的焊接质量和尺寸控制提出了很高的要求。文章从桩腿的形式、焊接难点、齿条焊接工艺、焊材选用、坡口设计和焊接顺序、焊接工艺参数、焊接工艺评定、桩腿与齿条预制尺寸控制等方面对其进行了论述。     

海洋工程平台齿轮箱齿轮本体温度场仿真

为齿轮强度提高、轮齿修形及优化设计提供理论支持，研究不同转速和扭矩工况下齿轮本体温度场的变化。以海洋工程升降平台齿轮箱单元高速传动轴齿轮副为研究对象，基于热学理论计算齿轮啮合面的热流密度和不同表面的对流换热系数，利用大型有限元软件Ansys将计算出来的热流密度和对流换热系数作为边界条件加载到Ansys中，对齿轮进行稳态热分析，并分析不同转速和不同扭矩齿轮在正常工况下的稳态温度场。仿真结果表明：在正常稳态工况下，主动轮与从动轮的稳态温度场分布情况相似，最高温度分布在齿轮啮合面中间区域，往周围温度逐渐降低，但主动轮的最高温度高于从动轮；主动轮和从动轮的最高温度随着转速或扭矩的逐渐增大而升高，且对应的最低温度也升高；但主动轮和从动轮单齿本体温度场分布趋势不会随着齿轮转速或扭矩的改变而改变；从温度变化来看，在不同的扭矩和转速下，齿面温度变化的斜率均较为平稳，没有出现突变情况，温度集中于齿面，并且向齿轮轴心扩散，但在距离齿根圆2.5倍模数的区域，齿轮温度梯度变化的影响较小。     

齿条齿侧变形对齿条传动的影响

制造工艺或载荷等会导致齿条发生弯曲变形,影响齿轮齿条的正常传动。为此,对齿条齿侧弯曲进行几何分析,建立了齿条齿侧弯曲有限元模型,提出了一种传动重合度与齿廓干涉相结合为判断依据的弯曲检验方法。通过有限元方法与几何方法验证了弯曲齿条对齿轮齿条传动的影响。研究结果表明:当齿条沿齿侧方向弯曲时,在齿轮齿根处会发生应力集中现象,应尽量减小齿侧方向的载荷;当齿条齿侧受弯矩而弯曲时,即使齿条变形微小,也会对齿轮造成极大损伤;齿条沿齿侧方向弯曲后,齿条弯曲方向齿侧齿间距减小,重合度随之降低,应使重合度满足许用值要求;对于与弯曲方向相反的齿侧,应避免齿间距增加产生齿廓干涉;齿宽越小,齿条弯曲角度越小,齿条越长,变形量越大。建议加大长齿条齿宽,并采取分节安装等措施避免齿条弯曲长度过大。研究结果可为弯曲情况下齿条的传动研究提供理论参考。     

胜利修井平台升降系统设计

从液压系统、信号监测反馈及电操控装置、齿轮齿条啮合传动、固桩架结构等方面较详细地介绍了胜利油田修井平台升降系统的设计思路及液压回路分析。     

焊管生产线开卷机齿轮机构瞬态动力学分析

针对焊管生产线开卷机在使用过程中出现的齿轮机构断齿等失效现象,以某公司开卷机齿轮机构为研究对象,采用SolidWorks中Toolbox插件进行齿轮建模,利用有限元分析软件ANSYS Workbench中瞬态动力学分析模块Transient Structural对齿轮机构进行瞬态动力学分析。通过对齿轮机构进行材料分配、网格划分、边界条件及载荷约束后,得出最大Von Mises等效应力为204 MPa,小于齿轮的许用应力,最大等效应变为9.722 9×10-4 mm,且二者出现的位置相同。最大接触应力出现在靠近节线的齿根面附近,与齿轮最先出现点蚀位置相同。在接触状态云图中齿轮啮合过程中无粘结现象,接触状态良好。从最大等效应力随时间变化曲线图中可知,在主动轮与从动轮刚接触啮合时,所产生的等效应力最大。     

基于温差法的齿轮与轴过盈配合分析

基于温差法过盈装配过程,建立了齿轮与轴的过盈装配有限元模型,分析了过盈配合后的等效应力、接触压力、剪切应力和位移量,并讨论了过盈量、摩擦因数和齿轮内孔倒圆角对过盈配合的影响。研究结果表明,齿轮和轴的应力和应变存在边缘奇异性,齿轮的最大等效应力和最大位移发生在距端部约1 mm处,轴的最大剪切应力发生在接触表面内2 mm处;过盈量与组件的应力和应变呈近似线性关系;摩擦因数不影响过盈配合后的应力、应变;当齿轮内孔倒圆角半径为1 mm时,可以明显地改善边缘奇异性。     

HFW工厂喷标小车的改进

通过对HFW生产线现场情况的具体分析,发现喷标小车在喷标过程中,电机轴不仅要传递扭矩,还要承受额外的驱动喷标小车移动的力,这个驱动力作用到电机上容易造成电机损坏;同时喷标小车所受的驱动力作用点不在喷标小车中心,使得齿轮和齿条发生了偏移,啮合状态不佳,同时喷标小车在喷标过程中产生振动,又额外增加电机的负荷,造成喷标小车的伺服报警,喷标工作无法顺利进行。提出了改进方案并加以实施,杜绝了由于喷标小车的设备故障对生产的影响,并减少备品库存种类,节省了成本和维修时间。     

双圆弧齿轮减速器振动特性的研究

介绍了双圆弧齿轮减速器振动特性研究的现状，指出双圆弧齿轮传动动力学的研究是齿轮传动动力学研究中比较薄弱的研究领域，尚难以指导双圆弧齿轮减速器的减振降噪设计和故障诊断工作，必须从齿轮单齿啮合刚度、齿轮轮齿的啮合规律、减速器的振动模型和振动特性等方面进行广泛的研究。同时对各种阻尼减振、降噪措施等进行优选，对阻尼材料和修形、叉穴等降噪技术进行机理研究，认清其减振、降噪原理。     

车载式电动齿轮齿条修井机设计研究

针对现有修井机传动路线长、效率低、系统繁多等缺点,设计了一种车载式电动齿轮齿条修井机。利用ANSYS软件对齿轮齿条修井机的关键零部件进行强度和刚度分析,均能达到API的标准要求。车载式电动齿轮齿条修井机具有效率高、稳定性好、节能环保和一机两用等特点,其开发应用对油气田开发具有重要意义。     

抽油机非圆齿轮换向机构运动学仿真分析

非圆齿轮换向机构是一种新型的立式抽油机换向机构。与传统的链条换向机构相比,具有寿命长,工作可靠等优点。介绍了非圆齿轮换向机构的工作原理,并利用Solidworks软件对非圆齿轮换向机构建立了三维仿真模型,用动力学软件ADAMS进行了虚拟仿真,得到了输出齿轮的运动特性曲线及该机构在运动过程中非圆齿轮对的啮合力变化曲线。结果表明,非圆齿轮对的仿真力与理论值基本一致,对该机构的进一步优化具有参考意义。     

Mathematical model of planetary roller-tooth reduction gears

Conclusion This mathematical model of an ideal planetary pin (roller-tooth) reduction gear can be used to calculate at the planning stage how the dynamic transmission parameters are affected by meshing rigidity along the satellite profile, by deformation of the satellite under applied forces, by the presence and the nonuniformity of gaps in the meshing, and by manufacturing tolerances in the transmission. Calculations of a non-ideal transmission indicate that the transmission loads are affected significantly by manufacturing tolerances: the acting forces grow by a factor of 2.4 and the contact stresses grow by 65%, as compared to an ideal transmission. Also, universal recommendations were obtained on the optimum meshing parameters: m =0.5–0.9 and q=(0.5–0.6)_min.These results allow a more accurate and substantiated solution to the design of planetary pin reduction gears with epicycloidal meshing.Translated from Khimicheskoe i Neftyanoe Mashinostroenie, No. 4, pp. 1–6, April, 1994.     

长环形齿条抽油机的研制及应用

针对现有各种抽油机难以同时满足可靠性高和节能效果好2种要求的现状,开发了长环形齿条抽油机。这种新型抽油机采用"齿轮-长环形齿条"机构,由小齿轮的单向旋转驱动长环形齿条上下运动,并带动滑块做上下往复运动,从而实现基本的抽油动作。通过简单的结构和尺寸改变,能实现不同冲程和冲次,并可设计成重型抽油机。样机在胜利油田的现场应用表明,这种抽油机具有节能效果好、可靠性高、运行平稳、维护方便等特点,具有较高的推广应用价值。     

平行直动推杆式直线减速器受力分析

平行直动推杆式直线减速器的传动机构事实上就是两个凸轮机构的组合 ,由稀齿齿条、密齿齿条、直动推杆、推杆支架及机架等组成 ,具有横向尺寸紧凑、传动效率高、承载能力大和传动比精确等特点。介绍了这种减速器的结构和工作原理 ,并根据变形分析对齿条与推杆滚子间的接触压力分布做了假设。推导出减速器中齿条与推杆滚子、活齿架与推杆之间各构件的受力计算公式 ,并针对某一减速器进行了实例计算 ,得出的结果对加快减速器的实用化进程有重要作用