[发明专利]一种用于海上自升式平台锁紧装置的齿条及其设计方法

权利要求书

1.一种用于海上自升式平台锁紧装置的齿条，其特征在于：所述的锁紧装置齿条齿的节距从上往下递减，且每个齿的下齿面均为球形。

2.如权利要求1所述的一种用于海上自升式平台锁紧装置的齿条，其特征在于：相邻齿（2）节距递减比例为齿（2）节距的0.1％－1％。

3.如权利要求1所述的一种用于海上自升式平台锁紧装置的齿条，其特征在于：所述齿（2）的下齿面（3）、齿根（4）及齿顶（5）之间均为圆滑过渡。

4.如权利要求2所述的一种用于海上自升式平台锁紧装置的齿条，其特征在于：所述下齿面（3）的球心位于齿顶（5）与齿根（4）连线中点的垂线上。

5.如权利要求3所述的一种用于海上自升式平台锁紧装置的齿条，其特征在于：所述下齿面（3）球形半径为所述齿（2）的齿高的2－20倍。

6.如权利要求1所述的一种用于海上自升式平台锁紧装置的齿条，其特征在于：所述齿（2）为3至30个。

7.一种用于权利要求1所述的锁紧装置齿条的设计方法，其特征在于：该锁紧装置齿条的设计方法包括以下步骤：

1）、根据平台设计适用的环境条件、平台基本设计条件计算作用在锁紧装置齿条的最大垂向力F_V及弯矩M；

2）、利用机械设计软件初步设计锁紧装置齿条下齿面球面几何参数，以齿条节线与原齿面的交点为垂足作垂直于原齿面的直线，球心位于该直线上；初步设计球面半径SR；

3）、建立锁紧装置齿条单齿和桩腿齿条单齿接触状态的有限元模型，使二者的压力为F_V/n，其中，n为锁紧装置齿条齿数，并计算接触应力、第四当量应力及锁紧装置齿条径向变形量；

4）、调节下齿面球面半径，并多次重复第2、3步的计算方法，使接触面第四当量应力小于锁紧装置齿条单齿、桩腿齿条材料的许用应力，得到最优的球面半径SR；

5）、按实际齿数建立锁紧装置齿条和桩腿齿条接触状态的有限元模型，按其锁紧状态约束锁紧装置，并在桩腿施齿条加上述最大垂向力和弯矩，方向与实际方向相反，计算锁紧装置齿条每个齿承受的载荷和变形量；

6）、根据第5步计算的载荷和变形量调整锁紧装置齿条齿的节距，并多次重复第5步的计算方法，使锁紧装置齿条每个齿承受的载荷均为F_V/n。