关键词： 极端服役工况   多工况   轻量化   风电齿轮箱箱体   模态试验  

摘要： 风电齿轮箱箱体轻量化设计对降低风机成本、提升风机功率密度及结构力学性能具有重要意义。受极端风况及气候条件影响,箱体长期遭受来自传动系统的无规律载荷冲击,导致优化设计过程中面临工况覆盖不全面、模型简化不合理以及材料利用率低等问题;因此,在考虑多种极端服役工况作用与模型合理等效的基础上,对箱体进行轻量化设计。基于模态试验对模型准确性验证的前提下,以箱体最小质量为优化目标,不同极限工况下箱体最大应力为约束条件,对箱体组成部件中主壳体、过渡板和后壳体进行了多工况优化设计,并对改进前后箱体性能进行对比。结果表明,优化后箱体的质量减小了4.7%(549.8 kg),不同工况下最大位移和应力均大幅度减小。轻量化设计的同时提高了箱体的强度与刚度,可为风电齿轮箱的设计改进提供参考。

关键词： 22CrMo   被动锥齿轮   渗碳淬火仿真   热处理仿真软件   材料数据库软件  

摘要： 以22CrMo材料锥齿轮为研究对象,通过有限元方法,研究了材料成分波动对锥齿轮渗碳淬火性能的影响。利用材料数据库软件,基于22CrMo材料元素范围的上、下限建立2组材料性能数据库;利用热处理仿真软件建立模型,并对2组材料成分的被动锥齿轮进行渗碳淬火仿真,对比分析了锥齿轮渗碳淬火后表层碳浓度、微观组织演化及齿轮变形等数据。结果表明,材料成分波动对22CrMo锥齿轮淬火后的相组织分布以及齿轮变形量影响较大,对渗碳层影响较小。

关键词： 曲线圆柱齿轮   盘形面铣刀   接触印痕   数学模型  

摘要： 为了设计出任意齿面接触印痕的曲线圆柱齿轮副,提出了一种根据所需齿面接触印痕尺寸逆向确定加工曲线圆柱齿轮的盘形铣刀半径的方法。首先,介绍了曲线圆柱齿轮副的齿面数学模型;其次,建立了齿面接触印痕计算的数学模型;然后,以4种不同半径的双刃铣刀所加工的曲线圆柱齿轮为例,研究了盘形铣刀半径与齿面接触印痕之间的关系图谱;最后,利用插值法实现盘形铣刀半径的选择。该法可以跳过齿轮的试加工环节,降低了齿轮制造成本,为固定面铣式曲线圆柱齿轮的设计与制造奠定了基础。

关键词： 断齿故障   分岔   齿轮系统   Poincaré映射  

摘要： 高速列车齿轮传动系统在实际的工作环境中可能出现轮齿磨损、折断等各种故障,这将造成齿轮传动稳定性下降,甚至造成齿轮传动失效,危及列车运行安全。文章以考虑断齿故障的高速列车齿轮传动系统为研究对象,通过数值模拟,揭示了断齿故障幅值与激励频率协同作用下的系统分岔特性;研究表明:断齿故障使齿轮传动系统的动力学行为演化变得更加复杂,特别是对周期运动的影响比较突出;与无故障状态相比,系统的单周期运动受断齿故障影响而向多周期、概周期转变,但在混沌区域上,故障对系统动力学特性的影响并不明显;研究结论可为复杂环境下运行的齿轮系统设计和参数优化提供参考。

关键词： 采煤机   摇臂齿轮系统   故障特征  

摘要： 摇臂齿轮传动系统作为采煤机的重要组成部分,其稳定运行对于整个设备至关重要。在实际运行过程中,该系统可能会出现各种故障,严重影响设备的正常工作。文章构建故障模型,深入探讨摇臂齿轮系统的常见故障特征,并分析故障对系统性能的影响,旨在为摇臂齿轮传动系统的故障维护提供理论支持,提高采煤机设备的稳定性。

关键词： 人字齿轮   位置度误差   啮合刚度   齿侧间隙   均载特性  

摘要： 针对销轴位置度误差引起的齿轮位置偏移问题,分析了行星轮系内外啮合副啮合误差、时变啮合刚度及齿侧间隙,将误差作用下的激励引入到行星齿轮系统动力学模型,研究了销轴位置度误差相位对内外齿轮副动态响应及行星轮系均载特性的影响规律及作用机理,结果表明,位置度误差下齿侧间隙的减小以及负的啮合误差会导致啮合力激增,降低系统均载性能。研究结果可为人字行星齿轮系统低噪声设计加工和装配提供理论参考。

关键词： 谐波齿轮传动   S形齿廓   有效共轭点   啮合特性  

摘要： 针对谐波齿轮传动中S形齿廓存在的啮合区域优化问题,提出一种有效边缘点共轭齿廓的设计方法,避免了S形齿廓方程复杂导致的无法求解问题。以S形齿廓的凸齿廓为啮合副基础齿廓,分别以传统间隙调整法与有效边缘共轭点法设计了柔轮、刚轮的齿廓,并在平面数值分析、有限元模型中对比分析了两种设计方法所得齿廓的啮合特性与接触应力。研究结果表明,有效边缘共轭点齿廓设计方法可以同时实现二次啮合和两点啮合,增大了啮合角度以及啮合弧长;整圈啮合齿对数增加了15.78%,有55%的柔轮齿参与啮合,提升了谐波齿轮传动负载性能;有效增大了接触区域,齿廓间的最大接触应力降低了24.36%,可有效降低柔轮和刚轮齿面间的磨损。

关键词： 共振稀疏信号分解   多点最优最小熵反褶积   行星齿轮箱   故障诊断  

摘要： 为了克服传统共振稀疏信号分解与矩量法的局限性,提高其提取微弱故障特征的能力,提出了一种并行双参数优化RSSD和改进MOMEDA的行星齿轮箱故障诊断方法。首先,并行双参数优化RSSD构造了与不同故障特征相匹配的小波基函数,并将复合故障信号自适应分解为不同的谐振分量,实现了复杂故障特征的解耦。其次,利用改进MOMEDA对共振分量进行去卷积滤波,有效地消除了复杂传输路径和强环境噪声的影响,增强了与弱故障相关的脉冲。最后,通过对行星齿轮箱实验平台的实际故障信号的分析,证明了提出的方法不仅具有良好的解耦性能以及提取弱故障信号能力,且能够全面、准确地提取不同类型的故障。

关键词： 蜗杆   斜齿轮   双参数包络   接触干涉  

摘要： 蜗杆-斜齿轮传动具有传动比大、传动平稳等优点,广泛应用于各种小型交错轴传动。与蜗杆完全共轭的理论斜齿轮与常规的标准斜齿轮存在齿形差异,因此蜗杆和标准斜齿轮传动存在齿面间的啮合干涉,会影响传动性能。基于螺旋面圆柱蜗杆与斜齿轮的双参数包络成形原理,建立了阿基米德蜗杆和齿槽法向直廓蜗杆与斜齿轮的啮合方程,推导了理论共轭斜齿轮齿面,并与实际标准斜齿轮齿面比较,分析了传动过程中齿面接触干涉区域和干涉量。分析结果表明,蜗杆头数和节圆半径对蜗杆齿轮传动的啮合干涉有影响,增加蜗杆头数、减小蜗杆节圆半径都会使干涉量增加;在相同的蜗杆设计参数条件下,齿槽法向直廓蜗杆的干涉量要大于阿基米德蜗杆,以上结论为蜗杆斜齿轮传动的设计提供了参考依据。

关键词： 齿轮   KRIGING模型   EI准则   参数优化  

摘要： 文章以某一级减速器为例,针对小齿轮轴和大齿轮轴的参数进行优化,通过确定齿数比、模数、齿宽、压力角、螺旋角、齿顶高系数和顶隙系数等参数范围,建立目标函数和约束条件,并采用遗传算法进行优化。优化结果显示,减速器传动效率从98.4%提高到99.0%,齿轮啮合功率损失从127.5 W降至100 W,验证了齿轮参数优化方法的有效性和实用性。