Khớp nối răng cong KTR được sử dụng rộng rãi trong hệ thống truyền động của tàu cao tốc. Do vai trò quan trọng của nó trong quá trình truyền dẫn, nó là rất cần thiết để tiến hành nghiên cứu toàn diện và chuyên sâu về các đặc điểm chia lưới, tình huống lực và đặc điểm rung của nó. Bài báo này nhằm mục đích thực hiện nghiên cứu về khớp nối răng cong KTR từ một số khía cạnh trên bằng cách kết hợp các tính toán lý thuyết với mô phỏng phần mềm.
Để nghiên cứu tình hình chia lưới của khớp nối răng cong KTR, trước tiên tiến hành nghiên cứu phân tích so sánh ba phương pháp tính toán thường được sử dụng, tiếp tục căn cứ vào nguyên lý xử lý của răng trống, đề xuất một loại thuật toán hình học sửa đổi, nghiên cứu cho thấy: phương pháp hình học sửa đổi, cải thiện độ chính xác tính toán và tốc độ tính toán. KTR đã thực hiện phân tích chia lưới răng bề mặt KTR, phân tích giao thoa răng trống, phân tích chuyển động răng bên trong và bên ngoài và tính toán tải răng bề mặt trống trên khớp nối răng cong dựa trên thuật toán sửa đổi hình học được đề xuất, nghiên cứu kết luận như sau:
1. Khi độ nghiêng giữa các trục tăng lên, khoảng cách bề mặt răng của mỗi răng giảm đi, vị trí khoảng cách nhỏ của bề mặt răng dần nghiêng sang hai bên của bề mặt răng, và có xu hướng chuyển từ đỉnh răng sang gốc răng; Khi răng bánh xe chuyển từ vùng lật thuần túy sang vùng xoay thuần túy, vị trí của khe hở nhỏ trên bề mặt răng dần dần dựa vào vị trí trung tâm rộng của răng theo hướng rộng của răng, và tập trung vào khu vực đỉnh răng.
2. Phân tích giao thoa răng trống cho thấy độ nghiêng giữa các trục càng lớn, sự can thiệp độ cong của bề mặt răng càng nghiêm trọng; Bán kính độ trống của bề mặt răng và sự thay đổi tiếp tuyến của răng bên trong có thể ảnh hưởng đến tiếp xúc răng trở lại hình dạng trống.
3. Phân tích chuyển động của răng bên trong và bên ngoài cho thấy tốc độ trượt tương đối của bề mặt răng chủ yếu là do sự xoay tương đối của răng bên trong và bên ngoài.
4. Tính toán tải trọng bề mặt răng trống cho thấy bề mặt răng của vùng lật tinh khiết dễ tiếp xúc hơn và lực răng lớn hơn đáng kể so với các răng khác; Hệ số lực răng tương đối chủ yếu bị ảnh hưởng bởi độ nghiêng giữa các trục và mô-men xoắn trục đầu vào.
5. Phân tích mô-men xoắn bổ sung của khớp nối cho thấy rằng mô-men xoắn bổ sung (bao gồm cả mô-men xoắn hồi phục, mô-men xoắn ma sát) được tăng lên khi độ nghiêng giữa các trục tăng lên, và quy luật thay đổi của nó chủ yếu bị ảnh hưởng bởi sự phân bố của cặp răng tiếp xúc, trong khi ảnh hưởng của mô-men xoắn lệch có thể được bỏ qua. Phân tích tối ưu hơn nữa về hình răng trống đã được thực hiện, thông qua tính toán đã phát hiện ra rằng việc sử dụng góc áp suất lớn và hình răng mô đun nhỏ có thể cải thiện hiệu quả tiếp xúc cạnh và tình trạng giao thoa.
Nghiên cứu đã đề xuất phương pháp tối ưu hóa bề mặt răng của một đường cong trống tùy ý bằng cách sử dụng cấu hình bánh răng bên ngoài. Mô hình động lực học đa thân của khớp nối răng cong KTR và toàn bộ xe EMU với khớp nối răng cong KTR đã được thiết lập sau đó, phân tích đặc tính rung ban đầu của khớp nối dưới sự kích thích của chu kỳ được thực hiện. Thông qua nghiên cứu đường cong phổ cho thấy rằng lực phản ứng của răng bên ngoài đạt đỉnh ở bội số lẻ của tần số kích thích, răng bên trong chịu tác động của lực con quay hồi chuyển để tạo ra gia tốc lệch, và gia tốc rung võng của răng bên trong tăng lên với tốc độ hoạt động, và đáp ứng tần số của nó nhạy cảm hơn với vòng quay.