关键词： 行星齿轮   增速传动   齿根弯曲应力   啮合特性   侧隙  

摘要： 针对增速传动与减速传动下齿轮啮合特性存在差异的现象,建立了一套同时满足增减速载荷需求、不同侧隙的设计方法。选取经典的NGW行星齿轮系为对象,采用集中参数法和有限元相结合方式对不同转矩、侧隙下的齿根应力进行计算,对比分析增速传动和减速传动下各齿轮的弯曲应力。结果表明:受负载影响,太阳轮、行星轮的应力变化呈正相关、齿圈与二者应力变化呈负相关。增速设计时,行星轮系启动瞬间齿圈啮入冲击力最大,变形最大;随转矩增大,啮入冲击力增大趋势减缓。侧隙影响系统啮合状态,合适的侧隙能提高行星轮均载稳定性。为增、减速下参考侧隙的行星齿轮设计提供了数据参考,有利于优化设计。

关键词： 斜齿轮   不对中误差   啮合刚度  

摘要： 角度不对中误差是齿轮箱中一种常见的安装误差,它将导致轮齿间出现局部应力过大、振动噪声过高等不良现象。然而,如何准确的预测角度不对中误差对斜齿轮啮合传动的影响是一大难题。针对此问题,本文基于“切片法”提出了斜齿轮角度不对中误差啮合刚度迭代模型,该模型综合考虑了角度不对中误差引起的轴向弯曲刚度和扭转刚度。通过有限元方法验证了所提模型的正确性。基于此模型研究了不同角度不对中误差参数及载荷对啮合刚度的影响。结果表明,随着角度不对中的增大,啮合刚度逐渐降低;随着载荷的增大,啮合刚度逐渐增大。该研究可为角度不对中误差的刚度计算提供理论支撑。

关键词： 行星齿轮   啮合相位   位置偏差   相位波动   蒙特卡洛法  

摘要： 针对啮合相位波动问题,建立了计及齿轮轴孔位置误差的行星齿轮时变啮合相位模型,推导了位置误差影响下时变啮合相位的解析计算公式。为建立齿轮轴孔位置误差公差带同啮合相位波动偏差之间的定量关系,提出了基于蒙特卡洛法的啮合相位波动偏差统计分布预测模型,基于容差范围内随机分布的3σ原则,得到了啮合相位波动偏差的上下限阈值。进一步地,采用数值仿真分析了不同齿轮轴孔位置误差对啮合相位的影响规律。最后,提出了一种基于齿根应变的啮合相位测量方法。仿真和实验结果表明,所提模型可以有效预测齿轮轴孔中心位置误差造成的啮合相位偏差,并为齿轮位置误差公差设计和行星齿轮系统的减振设计提供指导。

关键词： 渐开线变齿厚齿轮   啮合冲击   接触分析   冲击应力  

摘要： 基于弹性接触动力学理论和齿轮传动物理模型,对渐开线变齿厚齿轮啮合冲击问题进行了分析,建立了变齿厚齿轮全齿啮合接触冲击模型.通过模拟轮齿啮合接触状态,对轮齿啮合区域展开了讨论,利用LS-DYNA软件进行接触碰撞分析,分别研究了冲击合力和冲击应力随转速和冲击位置的变化规律.结果表明:转速和冲击位置对冲击合力和冲击应力影响显著,且冲击最大应力主要集中在齿顶和轮齿的大小端附近;转速越大,轮齿受载面与非受载面之间的冲击应力相差越大.

关键词： 电炉渣   干法粒化   齿轮粒化   渣粒直径  

摘要： 电炉炼钢过程中的副产物熔融电炉渣含有高品位热能.为了有效回收该热能,提出了采用齿轮将熔融电炉渣粒化为渣粒的技术设想,并利用实验的方法研究了不同齿轮结构下熔渣温度、熔渣下落高度、熔渣流量、流股数量和齿轮转速对电炉渣粒平均粒径和粒径分布的影响.结果表明:直齿轮粒化器能够粒化出尺寸更小的电炉渣粒;熔渣流量和齿轮转速是影响电炉渣粒平均粒径的主要因素;随着熔渣流量的增加,渣粒平均粒径呈增大趋势,较大粒径渣粒的占比上升;随着齿轮转速的增加,渣粒平均粒径呈减小趋势,较大粒径渣粒的占比下降;随着流股数量的增加,渣粒的平均粒径和粒径分布几乎不变.

关键词： 直齿轮   齿面点蚀   时变啮合刚度(TVMS)   动态响应   频谱分析  

摘要： 齿面点蚀作为齿轮传动中最常见的故障之一,它的存在直接影响齿轮副的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness, TVMS),进而导致系统动态特性的改变。鉴于此,将每个点蚀形状近似地视为椭圆柱的一部分,根据点蚀的分布位置和数量定义了三种损伤级别:轻度点蚀、中度点蚀和重度点蚀。基于势能法计算并比较了无故障齿轮和含有不同程度点蚀齿轮的TVMS,讨论了点蚀位置和点蚀尺寸对TVMS的影响。研究了单级直齿圆柱齿轮传动系统的故障动态特性,并利用动力传动故障诊断综合试验台对理论结果进行了定性验证。结果表明,该研究中的齿面点蚀模型与实际点蚀形貌更接近。随着点蚀位置参数的增大,点蚀区域由基圆逐渐向齿顶圆方向移动;点蚀长轴长越长,点蚀区域内TVMS的减小量越明显;在相同的主动轮角位移变化范围内,随着短轴长的变化,不同程度的点蚀故障引起的啮合刚度的减小量是相同的。所建模型能够预测齿轮系统的啮合刚度及振动行为,相应的振动分析结果为齿面点蚀故障的检测和诊断提供了理论参考。

关键词： 磁齿轮复合电机   改进蜻蜓算法   参数整定   矢量控制  

摘要： 针对磁齿轮复合电机双转子结构在无接触传动时出现振荡和超调的问题,提出了一种基于改进蜻蜓算法(improved dragonfly algorithm,IDA)的双闭环PI(proportional integral,比例积分)参数自整定矢量控制方法。针对DA在收敛速度和收敛精度等方面存在的不足,分别在算法寻优的前期、中期和后期引入Tent映射、改进权重系数和差分优化算法,并在其适应度函数上增加可抑制振荡和超调的惩罚项,使算法的收敛速度和收敛精度得到明显提高。采用PI、DA-PI和IDA-PI三种控制方法对磁齿轮复合电机进行控制仿真和实验,结果表明,在IDA-PI控制下电机转速的超调量和稳态误差最小,动态响应速度最快,证明了所提策略的有效性。研究结果为不同拓扑结构磁齿轮复合电机的控制提供了参考。

关键词： 振动与波   齿轮传动系统   Floquet乘子   共存吸引子   稳定性  

摘要： 以3自由度齿轮传动系统为研究对象,应用数值仿真方法得到系统的多初值分岔图,结合最大Lyapunov指数(Top Lyapunov Exponent,TLE)分析阻尼系数对系统动力学特性的影响。将数值仿真、延拓打靶法和Floquet特征乘子相结合,延拓追踪共存吸引子的稳定性与分岔。应用胞映射法计算共存吸引子的吸引域,结合分岔图、相图和Poincaré映射图揭示共存吸引子的吸引域随系统参数变化的侵蚀演变过程。结果表明:系统存在周期倍化分岔点和鞍结分岔点之间的距离非常近的现象,鞍结分岔使系统终态在两个不同的周期运动之间跳跃,使周期倍化分岔表现出亚临界特性;共存的周期吸引子主要由鞍结分岔引起;若鞍结分岔发生在概周期运动区间,则会出现周期吸引子与概周期吸引子共存。

关键词： 摆线正齿轮   重合度   滑动率   疲劳寿命  

摘要： 为提高齿轮的传动性能,基于啮合线原理提出了一种低滑动率摆线正齿轮。首先通过齿轮啮合原理推导出摆线正齿轮齿廓与过渡曲线方程;然后基于齿廓参数与重合度公式计算得出其最大重合度为3.0134;最后分析了摆线正齿轮啮合过程中的稳定性、接触应力和疲劳寿命。结果表明,高重合度摆线齿轮齿间切向啮合力为1238.2 N,与相同工况下的渐开线标准齿轮相比,减小了5.24%;通过疲劳寿命分析可知,最小疲劳寿命为4.534×10^(6)次,齿面接触应力主要集中在齿轮啮合位置以及齿根部位,因此疲劳破坏易发生于主动轮与从动轮啮合处以及齿根部位。

关键词： 拉线制作   钢绞线折弯机   齿轮控制   同步伺服  

摘要： 钢绞线折弯机齿轮控制受到多种干扰因素的影响,如负载变化、摩擦力、温度等,导致控制精度降低,甚至可能引发安全事故。因此,提出了拉线制作用钢绞线折弯机齿轮同步伺服控制方法。初步确定钢绞线折弯机齿轮的控制参数,计算钢绞线折弯机齿轮的雅可比矩阵,构建拉线制作用钢绞线折弯机齿轮的同步控制函数,求解钢绞线折弯机齿轮的最优同步控制值。实验结果表明,该控制方法具有优异的伺服控制能力。