关键词： 多物理场耦合   航空齿轮   薄辐板   车削仿真   变形控制  

摘要： 薄辐板齿轮拥有质量轻、结构与受力相匹配等诸多优点,常应用于航空航天等重要场合。然而,薄辐板齿轮本身的刚度较小,工艺过程复杂且涉及应力场、温度场等多个物理场的耦合作用,难以对其进行精确变形及加工精度的控制与预测。以薄辐板齿轮件为研究对象,针对齿轮辐板的热处理及车削加工工艺过程,建立了零件的工艺参数与其应力场间的映射模型,并通过试验验证了该模型的正确性;基于该模型,分析了不同的工艺参数、工艺路线以及零件的装夹方式等对航空薄辐板齿轮辐板的热处理后车削加工变形的影响,明确并优化了导致零件产生变形的主要因素。

关键词： 多目标优化   NW型行星轮系   风电齿轮箱   MATLAB  

摘要： 针对由两级NW型行星轮系串联构成的一种新型兆瓦级风电齿轮箱传动系统,建立体积最小和效率最高的多目标优化数学模型。设定两级行星轮数量,并形成5种方案。借助MATLAB工具成功求解并对比5种方案结果,得出结论:当两级行星轮数量为3时,该方案达到最优状态,符合常见的行星轮数量要求。

关键词： 航空发动机   外啮合齿轮泵   流场仿真   空化  

摘要： 为探明齿轮泵在发动机全包线范围及其结构参数对内流场特性的影响规律,在构建齿轮泵气液两相混合模型和基于气相运输方程的空化模型基础上,基于CFD方法开展了某型航空燃油齿轮泵在发动机工作包线范围对应转速、载荷、温度等工况条件下的内流场特性分析,对比分析了不同模数、齿数、压力角等参数对泵瞬态内流场影响规律。研究结果表明:转速增加会加剧空化和困油现象,负载和温度升高有助于抑制泵空化现象,但会降低容积效率;燃油齿轮泵内部流场的空化程度、流量脉动幅度与齿轮模数、齿数、齿与分度圆压力角呈现相关性,模数大有利于提高供油量,齿轮齿数减小可降低泵的体积重量和流量脉动,但会加剧空化程度;增大压力角可提高流量品质,减少齿间泄漏,有助于提高容积效率;而齿宽的增加会造成对轴承造成的负荷增大,易造成困油容积增加带来不利影响。

关键词： 风电齿轮箱   滑动轴承   瞬态润滑   斜齿轮  

摘要： 风电齿轮箱行星轮滑动轴承常被设计为以行星轮内孔和销轴分别作为轴套和轴颈,然而斜齿轮啮合弯矩容易使行星轮与销轴之间产生轴线不对中,导致边缘接触风险高,影响运行寿命。以6 MW级传动链齿轮箱行星轮滑动轴承为研究对象,考虑滑动轴承径向载荷、弯矩以及转速的动态影响,建立了行星轮滑动轴承瞬态摩擦-动力学耦合模型,并以风电机组传动链SIMPACK动力学模型提取的行星轮动态啮合力与时变转速作为行星轮滑动轴承的载荷与运动边界输入,分析了斜齿轮啮合弯矩、输入扭矩和滑动轴承半径间隙对行星轮滑动轴承润滑性能的影响规律,并进行了实验验证。研究结果表明,行星轮动态啮合力及其产生的啮合弯矩会造成行星轮轴心位置与偏斜角产生动态循环变化,并且随着载荷的增加,行星轮滑动轴承油膜/固体接触压力与不对中弯矩会逐渐增大;减小行星轮滑动轴承半径间隙可以有效提高其瞬态润滑性能。

关键词： 风电机组齿轮   弱磁检测   裂纹检测   磨削烧伤检测  

摘要： 针对现有无损检测技术难以满足风电机组齿轮多类型缺陷检测需求的问题,提出了一种基于弱磁原理的无损检测技术。采用所提方法,设计试验分别对两种含有不同缺陷的17Cr2Ni2Mo钢试样进行检测,采集检测数据后进行信号处理和分析,最后与工业CT、巴克豪森噪声检测结果进行对比。试验结果表明,弱磁检测技术对齿轮的表面和内部裂纹缺陷较为敏感,对齿轮的磨削烧伤有很好的识别能力,定位准确,信号处理后的结果更为直观清晰。该技术在风电机组齿轮的无损检测中具有应用潜力。

关键词： 锥齿轮轴承   开裂   重熔层   操作规程   涡轴发动机  

摘要： 本文通过对某型涡轴发动机锥齿轮轴承设计、工艺、加工、装配和冶金分析,确认锥齿轮轴承开裂是轴承外圈安装边转接R处有重熔层,提出了对锥齿轮轴承外圆面采用修锉加抛光、安装平面交接R处采用砂轮修磨加抛光的工艺方法等改进措施。制定了外场更换锥齿轮轴承操作规程,对同类型轴承排故具有一定的参考价值。

关键词： 齿轮系统   局部破损   齿背碰撞   多状态啮合   非线性动力学  

摘要： 局部破损是直齿轮常见的故障之一,影响齿轮传动的平稳、安全运行。轮齿碰撞不可忽略,揭示局部破损下齿轮系统啮合-碰撞动态特性对提高齿轮系统安全稳定运行尤为重要。基于齿轮啮合原理和能量耗散碰撞接触力模型,考虑齿背接触的瞬时性,建立局部破损下齿面啮合模型和齿背碰撞模型。根据齿轮副接触状态及受力环境,对局部破损下多状态啮合-碰撞行为进行分类,建立局部破损下渐开线直齿轮系统啮合-碰撞离散动力学模型,探讨局部破损对齿轮系统啮合刚度和载荷分配的影响特征。分析局部破损下接触力变化机理,定义Poincaré映射截面,研究载荷系数和啮合频率变化下系统混沌、分岔特性。研究发现,局部破损影响接触力单双齿啮合区域,降低齿轮局部承载能力;较大载荷抑制齿背碰撞,较小载荷诱发周期运动共存现象和齿背碰撞;较大和较小啮合频率诱发齿背碰撞;混沌运动和周期运动共存现象诱发齿背碰撞,局部破损影响多周期共存现象,加剧系统运动的复杂性。揭示主动轮局部破损下考虑能量耗散的齿轮系统动力学模型及非线性振动机理,探究齿背碰撞发生条件。研究成果为故障齿轮系统非线性动力学建模和分析提供了新的方法和思路。

关键词： 直线共轭内啮合齿轮泵   集中参数法   压力脉动   径向力   激振源  

摘要： 直线共轭内啮合齿轮泵作为高效且静谧性能良好的动力元件,在电静压作动系统得到广泛应用。本文采用集中参数法建立直线共轭内啮合齿轮泵仿真模型。建立了实验平台,对直线共轭内啮合齿轮泵进出口压力脉动进行了测试。分析了直线共轭内啮合齿轮泵在吸排油区的压力脉动、齿腔内压力分布以及齿轮和齿圈在x轴和y轴方向的径向力等激振源。研究结果表明:所建立的直线共轭内啮合齿轮泵集中参数模型具有良好的精度和可靠性;齿轮和齿圈径向力随偏转角周期变化,在x轴方向,齿轮所受到的径向力指向低压区,齿圈受到的径向力指向高压区。在y轴方向,齿轮和齿圈所受到的径向力在正负之间波动。齿轮和齿圈所受径向力在x轴方向的基频幅值均小于其在y轴方向的基频幅值;困油现象会导致齿腔压力略微升高。研究结果为直线共轭内啮合齿轮泵的优化设计和振动噪声分析提供了参考。

关键词： Pascal蜗线齿轮   高阶齿轮   变性齿轮   传动比   压力机  

摘要： 为满足多样性变速传动的设计要求,文章在研究Pascal蜗线非圆节曲线的基础上,通过引入高阶和变性原理,建立了高阶变性Pascal蜗线型非圆齿轮节曲线数学模型及其凹凸性判别公式。为分析高阶变性Pascal蜗线型非圆齿轮传动特性,利用MATLAB编写可视化设计分析平台,对影响高阶变性Pascal蜗线型非圆齿轮形状和传动特性的因素进行分析,为后续高阶变性Pascal蜗线型非圆齿轮的设计及应用提供了便捷的设计参考;将Pascal蜗线非圆齿轮驱动的曲柄滑块式压力机与对心曲柄滑块式压力机进行对比分析,验证了Pascal蜗线型非圆齿轮的优势和在实际应用中的可行性。

关键词： 高速齿轮   负载激励   动力学仿真   误差激励  

摘要： 高速工况下,高速齿轮传动装置的动态特性对设备的可靠运行有重要影响。建立了高速斜齿轮副模型,在考虑齿轮动态激励的条件下,分析了高速齿轮传动的动态特性,进行了动力学仿真。结果表明,主动齿轮沿轴向移动0.2 mm、绕竖直方向旋转0.15°后,角速度波动幅值分别提高了6.12%、3.46%;接触力波动幅值分别提高了0.58%、4.56%;轴向位移误差对角速度的影响较大,角度误差对接触力的影响较大。加速时间从5 s增加到10 s后,角速度波动幅值降低了10.7%,角速度标准差从6.9748减少到6.406;接触力波动幅值增大了0.58%。负载从1000 N·m增大到1626.75 N·m和2000 N·m后,角速度标准差从6.9748分别减小到4.77475、4.74945,接触力波动幅值分别增大了4.3%、4.25%。额定载荷在轻载情况下,齿轮传动更加平稳;在重载情况下,角速度和接触力波动差异不明显。