羅茨風(fēng)機(jī)軸、人字齒輪的受力情況分析D6090羅茨風(fēng)機(jī)傳動部位結(jié)構(gòu)尺寸仅颇，人字齒輪由前后兩個斜齒圈裝在輪轂上組合而成娇裁，斜齒圈參數(shù)為mn=6坞生、z=62企亮、=1730懂鸵，分度圓直徑d=3900mm爬范，寬度b=60mm;取軸的拉壓彈性模量E=200GPa掸茅、剪切彈性模量G=79GPa椅邓、泊松比=031，則抗彎剛度EI1=20358kNm2(d1=120mm)昧狮、EI3=14374kNm2(d3=110mm)景馁、EI4=32572kNm2(d4=240mm)，風(fēng)機(jī)葉輪斷面尺寸600mm276mm逗鸣，可認(rèn)為EI2=合住，抗扭強(qiáng)度GIP4=25732kNm2。

D6090羅茨風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸羅茨風(fēng)機(jī)主軸特与、副軸和人字齒輪受力的大小是周期性變化的释何。當(dāng)風(fēng)機(jī)葉輪處于(a)位置時，主軸所承受的阻力產(chǎn)生的扭矩最大注括，副軸所受徑向力最大坯肿，此時齒輪副上所傳遞的扭矩最小(只用于克服軸承副的摩擦力矩，計(jì)算時可近似認(rèn)為0)蝴车，電機(jī)產(chǎn)生的力矩主要用于克服主軸上的阻力矩對所傳送的氣體作功梭甸。當(dāng)風(fēng)機(jī)葉輪處于(b)所示位置時，主軸上所承受的徑向力最大赃剂，副軸上所承受的阻力扭矩最大蜜雏，此時齒輪副上所傳遞的扭矩最大，電機(jī)產(chǎn)生的力矩主要用于克服副軸上的阻力矩對所傳送的氣體作功淑停。風(fēng)機(jī)葉輪處于其它位置時孝摘，主軸、副軸和齒輪副所受力的大小介于其處于(a)锰抡、(b)位置所受力的大小之間妻往，故只須對風(fēng)機(jī)葉輪處于(b)位置時軸的受力情況進(jìn)行分析。

風(fēng)機(jī)人字齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度分析由D6090風(fēng)機(jī)性能曲線知试和，當(dāng)風(fēng)機(jī)總壓頭為441kPa時讯泣，軸功率Nd=210kW、v=086阅悍、P=Nd/v=2442kW好渠，產(chǎn)生的扭矩m=9552P/n=24298Nm.人字齒輪的輪齒受力情況如所示(從動輪未畫出)，其中Ft1=m/d=62415N节视，F(xiàn)1=Ft1/cos=65265N拳锚，F(xiàn)r1=F1tgn=23755N假栓，F(xiàn)n1=F1/cosn=69454N.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為2：F=KaKFt1YYfaYsabmna(1)已知Ft1=62415N，查得Yfa=224霍掺、Ysa=175匾荆、Y=087、a=17杆烁、K=165牙丽、Ka=145、F=450MPa兔魂，將數(shù)據(jù)代入式(1)得F=832MPa　　人字齒輪受力分析(主動輪)3風(fēng)機(jī)軸彎曲朵椿、扭曲變形情況分析風(fēng)機(jī)葉輪處于(b)位置時，主軸怠义、副軸受力情況如所示(風(fēng)機(jī)總壓頭取441kPa俭宁，圖中齒輪軸向力未畫出).由知，主軸在Z陷母、Y軸方向的彎曲變形情況較副軸大贷营，故只對主軸2-2截面(前齒圈所在位置)相對于1-1截面(后齒圈所在位置)的彎曲、扭曲變形量z尿欲、y诬粗、進(jìn)行計(jì)算。

風(fēng)機(jī)軸的受力情況31主軸沿Z軸方向彎曲變形量z由單位力法(莫爾法)求得主軸沿Z軸方向彎曲變形量z為1：z=(948310-4EI1+955110-3EI3)q1x+(247710-4EI1+385510-2EI3+3003310-3EI4)Ftx(0x013m)(2)已知EI1=20358kNm2溜舷、EI3=14374kNm2扯凫、EI4=32572kNm2、Ft=2Ft1=12482N开摄，取x=013m售拼，則由式(2)得z=00686mm.扭曲角扭矩造成人字齒前后齒圈相對角位移量為：=1GIp4x0mxxdx(4)已知GIp4=25732kNm2，取x=013m邦马，則由式(4)得=61410-6贱鼻，可見扭矩造成人字齒受力不均可忽略不計(jì)。

為了說明Z滋将、Y軸方向彎曲變形對齒輪受力分配不均的影響程度邻悬，對齒輪輪齒接觸彈性變形量e進(jìn)行估算。接觸彈性變形分析見随闽，接觸變形接觸區(qū)域?qū)挾萩為2：c=226FB121+2(1-M2E1+1-M2E2)(5)式中：1=2=dsinn2=6657mm父丰，F(xiàn)=2Fn1=138908N，線接觸長度B可近似等于齒圈寬度b=60mm(實(shí)際線接觸長度B應(yīng)為參與嚙合的齒的接觸線長度之和掘宪，大于齒圈寬度b)蛾扇，則由式(5)得c=0013mm，而e=e1+e2=2e1　　接觸彈性變形改善措施抵消變形法通過調(diào)節(jié)齒圈添诉，使齒輪副空載狀態(tài)下屁桑，前齒圈輪齒受力比后齒圈大医寿，在高負(fù)荷下軸變形栏赴，從而達(dá)到前后齒圈受力均勻的目的蘑斧，具體做法為：將風(fēng)機(jī)主軸、副軸固定使其不能轉(zhuǎn)動卢操，選取齒輪副中的一個人字齒輪(如主軸上齒輪)堡喳，拆下定位銷，擰松六角螺栓企奔，用木棒的一端頂住前齒圈輪齒祸播，敲擊另一端使前齒圈沿嚙合方向(逆時針方向)挪動一微小角度(挪動量可從銷孔錯動量判斷)，再用鉸刀重新修正定位銷孔妖奕，并打好定位銷遭唠。

結(jié)語羅茨風(fēng)機(jī)齒輪是懸臂布置，在高負(fù)荷下由于軸沿Z窄栓、Y軸方向彎曲變形而使人字齒輪前后齒圈輪齒受力不均颊姻，后齒圈輪齒受力大，這樣容易造成后齒圈輪齒局部折斷笙亿。由于前后齒圈受力不均而產(chǎn)生軸向力(見矫恳，F(xiàn)a2>Fa1)，當(dāng)軸向力超過一定限度時炕烈，會加速3524軸承內(nèi)圈凸緣刮赵、滾動體、保持架等磨損皱坛，引起主軸编曼、副軸軸向竄動，從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉輪擦墻板剩辟。抵消變形法及齒輪端軸承盒內(nèi)增加軸承法灵巧，能改善高負(fù)荷下風(fēng)機(jī)人字齒輪前后齒圈的受力狀況。自從采用以上措施后抹沪，我廠羅茨風(fēng)機(jī)即使在高負(fù)荷下運(yùn)行(電機(jī)電流最大達(dá)500A刻肄，總壓頭達(dá)到491kPa)，也未出現(xiàn)齒輪輪齒折斷融欧、葉片擦墻板現(xiàn)象敏弃。