基于偏载作用下的齿轮齿条啮合仿真研究

基于偏载作用下的齿轮齿条啮合仿真研究

论文摘要

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。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 齿轮齿条钻机理论模型
  • 2 齿轮强度分析计算
  • 3 偏载作用下的有限元分析
  •   3.1 有限元模型和载荷施加
  •   3.2 有偏载和无偏载时应力对比分析
  •   3.3 偏载对齿轮齿条的影响
  • 4 动力学仿真研究
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 许凤华,向正新,施雷,冯定,徐军,涂忆柳

    关键词: 齿轮齿条,钻机,偏载,啮合,有限元,动力学仿真

    来源: 石油机械 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 石油天然气工业,机械工业

    单位: 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)

    分类号: TH132.41;TE92

    DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.05.008

    页码: 50-55

    总页数: 6

    文件大小: 3065K

    下载量: 109

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