关键词： 大重合度直齿轮   时变啮合刚度   动态特性   动载系数  

摘要： 针对大重合度直齿轮啮合齿数与普通直齿轮间的差异性变化,以一对大重合度直齿轮和普通直齿轮为研究对象,通过有限元法求解齿轮时变啮合刚度,建立大重合度直齿轮啮合耦合型动力学模型,利用Newmark-β时域积分求解齿轮系统动态响应,对其进行时频域分析并与普通直齿轮进行对比,获得了大重合度直齿轮在不同转速、误差影响下的动载系数变化规律。结果表明,大重合度直齿轮啮合刚度与普通齿轮有较大差异,其动态响应结果波动幅值较普通直齿轮有明显降低,提升了系统稳定性;大重合度直齿轮动载系数与普通直齿轮相比有明显下降,并且随着转速的升高和误差的增大出现不同程度的增加,其中在共振转速区域范围内增幅明显。

关键词： 人字行星齿轮   承载接触分析   径向浮动   轴向浮动   均载  

摘要： 针对单排人字行星齿轮的轴向自由窜动受太阳轮与齿圈限制及其齿面接触间隙、力的耦合特点,提出考虑构件浮动的齿面承载接触分析数值方法,为重要应用场合人字齿功率分支系统的齿面设计、分析提供理论参考。该方法以啮合理论、有限元及优化方法为基础,建立内、外齿轮副瞬时啮合齿对的变形协调、啮合总力平衡、构件径向和轴向浮动下行星轮的力学平衡等方程;将各齿轮副左、右齿面的精确几何与力学特性紧密融合,更能够反映齿面分布力系的相互耦合作用,仅需一次有限元数值计算可快速获得齿面载荷、承载变形、浮动位移和均载系数等。结果表明:中心轮的径向浮动保证行星轮之间载荷均匀,而行星轮左、右齿面的均载性与其轴向自由窜动位移相关,当行星轮轴向浮动前的内与外啮合副轴向力方向相反即行星轮整体轴向力被抵消大部分时,则浮动后的行星轮的轴向窜动位移较小,其左、右齿面均载性能无大的改善;反之,当行星轮轴向浮动前的两齿侧轴向力方向相同时,则其浮动后的轴向窜动位移相对较大,左与右齿面均载性有较大改善。浮动后的承载传动误差幅值及均值减小,且各内、外齿轮副的几何传误差或均载系数或轴向力数值规律基本相同。从结构上保证行星轮的轴向自由窜动是改善人字齿行星传动系左、右齿面偏载的关键。

关键词： 空间机构   齿轮传动   复合行星传动   多准则决策   性能优化  

摘要： 齿轮传动系统是空间站等空间机构开展设备安装与维修、舱段转位与对接等任务的核心机械装置。空间机构齿轮传动系统需满足大扭矩、高效率、长寿命、轻量化等需求,对系统设计和优化方法提出了更高要求。针对某空间机构传动系统的设计需求,提出了“两级内啮合齿轮+三级2K-H行星齿轮”的复合行星齿轮传动系统构型方案,完成了传动系统各级齿轮的结构设计,并提出了基于多准则决策的空间机构齿轮传动系统多目标优化模型,实现多达49个结构参数的快速求解。相比优化前的传动设计方案,优化后的齿轮传动系统减重5.02%,安全系数提升8.01%,为新一代空间机械臂关节等空间机构装备研发提供了支撑。

关键词： 箱体结构   有限元方法   疲劳性能  

摘要： 随着现代工业技术的发展,箱体结构在多个领域内得到了广泛应用,其性能和寿命直接关系到产品的可靠性和经济性。为了深入理解并优化箱体的强度和疲劳性能,研究采用了有限元方法,结合数值模拟技术对箱体结构进行全面分析。首先,详细研究了应力和应变的分布情况,并对疲劳寿命进行了预估。随后,利用实验数据对模型进行了验证,确保了其准确性。期望通过这种方法,为箱体设计提供更为精确的理论指导,并为未来的相关研究奠定基础。

关键词： 飞秒激光精修   烧蚀模型   面齿轮   网格划分   齿面影响  

摘要： 飞秒激光精修齿面成为复杂齿轮加工的一种新方法。采用网格划分方法将面齿轮齿面划分为5×9的网格点,利用齿面理论三维模型测量每个节点的飞秒激光入射角;通过分析作用在齿面上的激光能量密度分布,确定齿面飞秒激光入射角与离焦量的定量关系,建立齿面飞秒激光烧蚀模型,仿真分析得到烧蚀凹坑深度与激光入射角的变化规律。通过实验得出仿真齿面与烧蚀后实验齿面的烧蚀凹坑深度最大相对误差为6.53%,误差在合理范围内,说明飞秒激光烧蚀模型可行,为面齿轮材料18Cr2Ni4WA的齿面飞秒激光精修提供了技术基础。

关键词： 螺旋锥齿轮   主动设计   齿轮副   接触属性  

摘要： 针对面铣螺旋锥齿轮的设计和制造,建立了基于自由曲面机床的加工方法的数学模型,在自由曲面机床上采用工件轴固定的方法完成螺旋锥齿轮铣削的主动设计和制造。以啮合性能参数为输入变量,建立了齿轮啮合的数学模型,并根据设计的接触属性对齿轮齿面进行了主动设计。除了传统方法控制的每个小齿轮侧面平均接触点的一阶和二阶参数外,该方法还可以同时保证小齿轮常用驱动侧面上的每个接触路径点,避免了工件轴运动精度差造成的误差和制造难度。最后,通过齿面接触分析(TCA)和滚动试验对该方法进行了有效验证。

关键词： 酯类油   高性能   工业齿轮油  

摘要： 随着现代工业技术的发展,高端工业齿轮箱逐步升级,对工业齿轮油的性能要求也逐步提高。酯类合成油在增强齿轮油中添加剂的溶解性,密封涂料的相容性,油泥控制等方面,有着十分重要的作用。根据严苛环境下齿轮箱的工况,筛选了合适的酯类油并调合成产品,探究了高性能工业齿轮油的性能差异。研究结果表明:酯类油能使工业齿轮油通过严苛条件下的橡胶兼容性试验;在相同条件下,摩擦磨损性能优异的酯类油,能够提高工业齿轮油的极压抗磨性能。(图7表8参考文献9)

关键词： 齿轮制造业   问题   对策   发展趋势  

摘要： 随着工业化进程的推进,齿轮作为机械传动的核心部件,在各个领域均有广泛的应用。然而,目前齿轮制造业面临着一系列问题,以至影响行业健康发展。因此,本文分析了齿轮制造业发展问题,提出了齿轮制造业发展对策,并研究了齿轮制造业发展趋势,希望有效促进齿轮制造业发展,提高齿轮制造业发展实力,从而为加快制造强国建设,增强我国制造业在国际上的竞争力贡献力量。

关键词： Computational fluid dynamics  

摘要： In order to predict the dry running time of spiral bevel gear，a coupling prediction method of tooth surface elastohydrodynamic lubrication tooth meshing gear system heat transfer was proposed to reveal the evolution mechanism between micro elastohydrodynamic lubrication and macro flow field/ temperature field. The steady-state thermal elastohydrodynamic lubrication model of spiral bevel gear was established by using the elastohydrodynamic lubrication theory，and the friction coefficient of gear tooth surface was obtained;By introducing the oil film retention parameter，the calculation method of time-varying friction coefficient of tooth surface was formed;using computational fluid dynamics (CFD) method， the steady-state temperature distribution of gear meshing and the transient temperature distribution of gear system were simulated and calculated;The dry running time of spiral bevel gear was predicted by parameter transmission and coupling between three dimensions. The results show that the time scale of the model is from O (10-6) s of the elastohydrodynamic lubrication dimension of the tooth surface to O (10-1) s of the heat transfer dimension of the gear system，and the spatial scale is from O (10-6) m of the elastohydrodynamic lubrication dimension of the tooth surface to O (10-1) m of the heat transfer dimension of the gear system;The coupled structure-force-lubrication-thermal characteristics set up a prediction method for the dry running time of spiral bevel gear，predicting the failure of gear in about 1.5 hours. © 2025 Beijing University of Aeronautics and Astronautics (BUAA). All rights reserved.