关键词： 齿轮   织构   涂层   磨损   减摩  

摘要： 为了提高齿轮连接表面的摩擦学性能,文章通过皮秒激光加工仪器对齿轮进行织构化处理,在织构化表面喷涂TiN涂层,使用齿轮摩擦磨损试验机对三组齿轮进行磨损处理,并使用超景深显微镜对磨损情况进行了对比探究。结果表明:相比无织构齿轮组,织构化齿轮的齿轮面磨损面积率较低,织构化涂层齿轮磨损面积率进一步减小但是减小幅度较低。这说明织构化和涂层处理能有效增强齿轮的减摩抗磨能力,但是复合处理下对齿轮减摩抗磨能力是有限度的。

关键词： Comprehensive lubrication evaluation   Churning loss   Moving reference system   Splash lubrication   Vibrational excitation   Gearbox  

摘要： In this study,we investigate the effect of rail vibrations on the lubrication and efficiency of a splash-lubricated gearbox;specifically,the gearbox of a rail-transit vehicle.A high-fidelity 3D numerical model of the gearbox in a moving reference system is described,as well as computational fluid dynamics(CFD)simulations of the gearbox with different vibration *** effects of rotational speed,oil-immersion depth,and different oil-injection volume rates on lubrication and efficiency are *** propose a method of evaluating the internal lubrication condition of a splash-lubricated gearbox and quantitatively compare the effects of different operating parameters on lubrication and ***,our experiment to verify the feasibility of the simulation method is *** results show that with vibration,the churning loss and oil supply for the bearings are significantly higher than those under static *** addition,among different vibrational directions,lateral vibration has the greatest influence on the lubrication condition and efficiency of the *** the studied railway-vehicle gearbox,the best lubrication condition is achieved at a rotational speed of 1600 r/min and an oil-immersion depth of two times the tooth height(***).Rotational speed is the operating parameter that has the most significant effect on the lubrication and efficiencyofthegearbox.

关键词： 圆弧齿轮泵   水力设计   性能分析   等效应力  

摘要： 传统的齿轮泵具有困油、性能低等劣势,因此为了设计出性能更好的齿轮泵,采用外啮合、双圆弧、斜流道的理念设计了圆弧齿轮泵,基于MATLAB软件拟合得出过渡线,计算出齿数、齿宽和螺旋角等重要参数,并通过UG软件设计了几组圆弧齿轮泵,最后通过数值模拟分析了结构参数对圆弧齿轮泵性能的影响。结果表明,随着齿数、螺旋角等参数的改变,圆弧齿轮泵的增压能力和流动稳定性也随之发生改变,尤其在齿数较多时,其进出口压差逐渐增大,流道内高速区域较多,啮合区域以及进油腔、排油腔内的二次回流较少,流动更加稳定;随着转速的增加齿轮泵所受应力明显增加,高应力区域主要集中在轮轴交界处以及啮合处,主动轮与轮轴的交界面是等效应力最大的地方。

关键词： 渗氮钢   齿轮   微晶刚玉砂轮   磨削力   表面粗糙度  

摘要： 在实际磨削38CrMoAl渗氮钢过程中,存在磨削烧伤情况。本文分别采用白刚玉砂轮和微晶刚玉砂轮磨削38CrMoAl渗氮钢,对比研究了不同磨料类型刚玉砂轮对磨削力和表面粗糙度的影响规律。试验结果表明:相较于白刚玉砂轮,微晶刚玉砂轮磨削时磨削力降低了14.2%。基于正交试验方法,通过微晶刚玉砂轮平面磨削试验,探究了磨削工艺参数对磨削力和工件表面粗糙度的影响。结果分析表明:磨削深度对磨削力影响最大,其次是工件进给速度和砂轮转速;对于工件表面粗糙度而言,工件进给速度的影响最大,其次是砂轮速度和磨削深度。最终采用微晶刚玉砂轮对38CrMoAl渗氮钢齿轮样件进行批次加工,结果显示无磨削烧伤发生,且磨削表面质量得到了显著提高。

关键词： 改进粒子群算法   齿轮传动   优化设计  

摘要： 常规齿轮传动设计方法存在计算过程繁琐,依赖工程经验,需反复校验等缺点。为此,该文以二级直齿圆柱齿轮传动为研究对象,以齿轮传动机构体积最小为优化目标建立优化模型,并通过改进粒子群算法对齿轮传动优化模型进行进一步优化。结果显示,相对常规齿轮传动设计方法,采用改进粒子群算法优化的齿轮传动系统体积得到了明显减少,优化效果良好。

关键词： 渐开线齿轮   齿轮轮齿接触线载荷分布   时变接触线   分段法   最小势能原理   载荷分布模型   输入扭矩   齿宽  

摘要： 双渐开线齿轮接触线上的载荷非均匀分布,使得载荷计算困难。采用现有的方法或过于简化导致精度不足,或过于复杂使得计算量大、耗时长,并不适用于双渐开线齿轮载荷分布研究。为此,将双渐开线齿轮接触线等分为若干段,建立了双渐开线齿轮载荷分布模型,综合有限元法对轮齿载荷分布进行了研究。首先,根据双渐开线齿轮的啮合特点,求解了时变接触线,将每一啮合时刻下的齿轮接触线“分段”;然后,基于最小势能原理,建立了双渐开线齿轮的载荷分布模型,综合有限元法对齿轮轮齿载荷分布进行了研究;最后,对双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮的载荷分布进行了对比分析,并研究了输入扭矩、齿宽对双渐开线齿轮轮齿载荷分布的影响。研究结果表明:载荷分布模型与有限元仿真结果之间的误差在10%之内,载荷分布模型合理可靠;双渐开线齿轮沿接触线方向载荷分布不均匀,节线附近载荷值最大;同参数、同工况下的双渐开线齿轮载荷波动幅度小于普通渐开线齿轮;输入扭矩增加,双渐开线齿轮节线附近载荷分布发生突变;齿宽增加,双渐开线齿轮沿接触线载荷分布不均匀程度增加。

关键词： 风电齿轮箱   行星轮系   滑动轴承   动力学  

摘要： 在行星轮系动力学建模中,常以非线性油膜力或线性刚度-阻尼形式考虑其对系统动力学特性的影响,前者仿真精度高但计算成本也高,后者计算效率高却忽略了油膜力和轴颈-轴套偏心量的时变性,仿真精度有限。为此,以2MW级风电齿轮箱为研究对象,建立滑动轴承时变线性刚度-阻尼模型,提出计入轴颈-轴套时变偏心量的滑动轴承附加偏心修正力计算方法;利用行星架销轴-行星轮变形协调关系,将时变线性刚度-阻尼模型与附加偏心修正力进行耦合;建立应用滑动轴承的风电齿轮箱行星轮系动力学模型,对比了工况和轴承参数对模型计算精度与系统动态响应的影响,并通过试验加以验证。研究结果表明,齿轮副动态啮合力波动会使滑动轴承刚度-阻尼系数和附加偏心修正力产生周期性变化;在稳定和瞬态工况下,提出的模型可以很好地预测系统响应,尤其是行星轮振动响应;减小滑动轴承宽径比与间隙、增大输入转矩可以改善系统均载性能。

关键词： 斜盘式轴向柱塞泵   端曲面齿轮   联合仿真   流量与压力脉动  

摘要： 为了研究对置端曲面齿轮柱塞泵参数对泵动态特性的影响,根据端曲面齿轮柱塞泵工作原理,推导柱塞运动方程。利用Adams与AMESim软件建立对置端曲面齿轮柱塞泵联合仿真模型,通过联合仿真得到不同转速与偏心率下的柱塞泵出口流量与压力的相应曲线。结果表明:转速增大,泵出口流量与压力增大,脉动幅值与脉动频率增大;偏心率增加,泵出口流量与压力增大,脉动幅值增大,脉动频率不变。

关键词： 凝液泵   齿轮轴   42CrMo   泵轴   Cl^(-)   点蚀   疲劳断裂  

摘要： 冷凝器凝液泵齿轮轴在运行过程中断裂,其材质为42CrMo,采用断口分析、力学性能试验、金相组织分析、扫描电镜观察和能谱分析等手段对其断裂原因进行了分析。结果表明:介质中的Cl^(-)在齿轮轴表面诱发点蚀,裂纹起源于点蚀坑,点蚀坑处因应力集中而成为疲劳源,当凝液泵高速运转时,泵轴承受着很大的交变载荷,由于材料的强度偏低,泵轴很容易发生疲劳断裂。在疲劳源处产生的微裂纹在交变载荷作用下逐步扩展,使泵轴的有效承载面积不断减少,当其面积达到泵轴剩余承载面积的临界值时,泵轴就会发生断裂。

关键词： 变分模态分解   多尺度卷积网络   振动故障诊断   附件齿轮箱  

摘要： 针对直升机附件齿轮箱在有限多工况条件下故障特征提取难度大、识别准确率低等问题,提出一种结合变分模态分解(variationalmodedecomposition,简称VMD)与多尺度卷积神经网络(multi-scaleconvolutionalneural netwo,简称MCNN)的故障诊断方法。首先,对直升机附件齿轮箱进行地面实验和信号采集,对原始信号进行滤波、降噪等预处理;其次,利用VMD将信号分解为若干个固有模态(intrinsic mode functions,简称IMF),依据齿轮副频率特性对分解模态进行重构与归一化,增强微弱的高频故障特征;最后,将重构信号的每个分量视作不同尺度,经多尺度卷积神经网络进行多尺度特征提取并融合,由指数归一化分类器给出识别的故障类别。实验结果表明,所提方法能够有效增强信号故障特征,挖掘多工况条件下信号的差异性与同一性,在直升机附件齿轮箱振动故障诊断中平均准确率为97.25%。