基于偏载作用下的齿轮齿条啮合仿真研究

作     者：许凤华 向正新 施雷 冯定 徐军 涂忆柳 Xu Fenghua;Xiang Zhengxin;Shi Lei;Feng Ding;Xu Jun

作者机构：长江大学机械工程学院 湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心 非常规油气湖北省协同创新中心 中石化石油工程机械有限公司第四机械厂 

基　　金：国家科技重大专项之子课题“齿轮齿条啮合动力学模型研究”(2016ZX05038-002-LH001) 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2019年第47卷第5期

页      码：50-55页

摘      要：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。

主 题 词：齿轮齿条 钻机 偏载 啮合 有限元 动力学仿真 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.05.008

馆 藏 号：203673136...