机械工程学报

作者：师陆冰, 张志宏, 闫晓青, 汤伟毕, 裴帮, 刘忠明

单位：1. 郑州机械研究所有限公司 郑州 450001;2. 长江三峡通航管理局 宜昌 443002

关键词：三峡升船机,齿轮齿条,运行载荷,载荷谱,疲劳寿命；

基金：交通部三峡后续工作科技项目(SXHXGZ-SCJ-2020-1)和中国博士后科学基金(021M692951)资助项目。

通过三峡升船机实测运行数据分析，研究了升船机不同运行工况下的齿轮齿条载荷变化规律，并通过数据拟合结果建立齿轮齿条载荷计算模型。利用载荷模型与升船机不同行程内的船厢水深分布规律编制了多工况组合下的齿轮齿条载荷谱，通过齿轮齿条疲劳寿命计算，并结合前期的全尺寸模拟试验结果验证了三峡升船机齿轮齿条传动系统的服役可靠性。研究表明，三峡升船机齿轮齿条载荷主要由受船厢水深、运行状态控制的确定性载荷与一个服从正态分布的随机载荷偏差构成，通过数据拟合建立了升船机齿轮齿条载荷计算模型；受升船机运行模式与船厢水深变化影响，齿轮齿条上下齿面均会发生受载，且不同区域处齿条受载情况不一致，因此需要分区域编制载荷谱；对于驱动齿轮与中部齿条，载荷主要集中于齿轮下齿面与齿条上齿面，对于顶部和底部齿条，载荷分别集中于齿条的下齿面和上齿面，且其载荷较中部齿条更为显著；对于受载条件最为恶劣的底部齿条上齿面，计算得到滚动接触疲劳损伤损伤度仅达到1.36×10‒5，对应的齿条实际疲劳寿命可达到3.11×1011次行程，远远超出齿条设计寿命；前期完成的全尺寸齿轮齿条模拟试验结果也同样验证了三峡升船机齿轮齿条传动系统在设计寿命周期内不存在疲劳损伤风险。

来源：2024年第5期

《机械工程学报》期刊编辑部

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