关键词： 弧齿锥齿轮   重合度   传动误差   多目标优化   NSGA-Ⅱ算法  

摘要： 以提高弧齿锥齿轮强度性能和减振降噪为出发点,基于TCA(Tooth contact analysis)、LTCA(Load tooth contact analysis)及局部综合法建立高重合度与低啮合转换处传动误差幅值的齿面多目标优化设计模型;利用带精英策略非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)优化3个齿面2阶接触参数,根据目标函数重要程度从Pareto最优解集中选择最终优化解。结果表明:给定工况下,优化后的2阶参数使得弧齿锥齿轮副重合度增加了16.69%,啮合转换处传动误差幅值降低了87.33%;同时承载传动误差均值、齿面接触应力均值与大小轮齿根弯曲应力均值分别降低了11.82%、0.25%、12.32%和13.61%,改善了齿轮副的强度性能和啮合性能,实现了减振降噪的效果。

关键词： 风电机组传动链   机械强度   极限强度   疲劳强度   齿轮箱   销套螺栓连接   非线性拟合  

摘要： 主轴与齿轮箱的连接是风电机组传动链中的重要结构,销套-螺栓连接形式的传扭结构得到了越来越多的应用,但目前针对销套-螺栓连接结构极限和疲劳强度的研究还较少。为此,建立了销套-螺栓连接结构有限元模型,对极限强度和疲劳强度进行了安全性评估。首先,建立了包含销套、螺栓、主轴以及齿轮箱等部件的有限元模型;然后,校核了各部件在极限扭矩下的极限强度,并分析了不同扭矩下结构的应力情况;最后,提出了考虑非线性应力情况的疲劳强度计算方法,并校核了结构疲劳强度。研究结果表明:销套-螺栓连接结构的传扭可分为三个阶段,第一阶段为外圈螺栓传扭,第二阶段为外圈销套与内圈螺栓传扭,第三阶段为外圈销套与内圈销套传扭;传扭过程中载荷与应力存在明显的非线性关系,疲劳强度分析需要考虑相应的非线性关系;传扭结构应力最大点和疲劳最大点均位于主轴侧销孔,应力为553 MPa,疲劳数值为0.1355,因此,设计时需要重点关注主轴接口的强度情况,保证连接的可靠性。

关键词： 齿轮   疲劳断裂   装配异常  

摘要： 某机N2传感器主动齿轮、从动齿轮存在严重磨损和部分齿牙断裂故障。主动齿轮、从动齿轮的材料牌号为12Cr2Ni4A钢,表面经碳氮共渗处理。采用宏观断口观察、能谱成分分析、扫描电镜观察及金相观察,对齿轮磨损及断裂的性质进行了研究。结果表明:主动齿轮、从动齿轮发生故障的原因为配合异常导致的疲劳断裂及磨损。

关键词： 齿轮箱   轴端密封   叶片倾角   速度流线图  

摘要： 为进一步提升列车齿轮箱轴承端盖处密封结构的密封效果,有效阻止减速器内外流体交换,在前期设计的密封结构基础上,对两侧叶轮的内径、叶片两侧倾角、叶片底部倾角、叶片侧边倒圆角以及中部叶轮叶片数目等密封结构参数进行优化分析。结合流体动力学分析结果及前期实验数据,探究各参数对密封效果的影响。结果表明:两侧叶轮叶片内径、叶片侧面倾角对密封效果影响较大,其他参数对密封效果影响较小;相较于原密封结构,优化设计后轴端密封结构中部叶轮相对两侧叶轮的关键平面平均压差从22.97 Pa提升至357.94 Pa,且从速度流线图可以看出在密封结构中部会形成明显的隔离区,能有效阻止齿轮箱内外流体沟通,提升轴端密封性能。

关键词： 牵引齿轮   两端支撑   接触分析   Romax   斜度修形  

摘要： 为了研究主、从动齿轮皆采用圆锥滚子轴承两端支撑结构的齿轮齿面接触状态,本论文以某轨道交通齿轮传动系统为例,建立传动系统Romax仿真模型。通过齿面接触应力分析,发现在该结构下齿轮仅采用鼓形修形时齿面存在较严重偏载,齿面最大接触线载荷达到1 008.5 N/mm,采用增加齿向斜度修形优化方案后,仿真结果表明偏载现象明显改善,齿面接触居中,最大接触线载荷仅为582.74 N/mm,较优化前下降了42.2%,主动齿轮齿面接触强度提高到一般可靠度,弯曲安全系数达到高可靠度,满足设计要求。最后在试验台上加载测试,验证了采用优化方案的齿轮齿面接触均匀。

关键词： 20CrMnTi齿轮钢   伪渗碳处理   母相奥氏体   析出颗粒   熟化  

摘要： 设计了一种不含Nb元素的20CrMnTi齿轮钢,通过母相奥氏体晶粒尺寸统计、析出物分布规律分析,最终探明了伪渗碳温度对齿轮钢母相奥氏体晶粒尺寸的影响规律和机理。结果表明,不含Nb元素的20CrMnTi齿轮钢最高伪渗碳温度为970℃。相比于热轧态,经过伪渗碳处理后,(Ti,Mo)(C,N)颗粒中C含量减少,N含量增加,证实了第二相(Ti,Mo)(C,N)颗粒发生回溶、熟化,渗碳温度较高时(980℃),细小弥散颗粒的回溶和熟化更为明显。其次,伪渗碳温度为980℃时,细小弥散的第二相(Ti,Mo)(C,N)颗粒体积分数急剧下降,大尺寸第二相(Ti,Mo)(C,N)颗粒增多,减弱了对母相奥氏体晶粒的钉扎作用,导致晶粒发生异常长大。

关键词： 磁力齿轮   复合电机   隔磁层   Halbach阵列  

摘要： 分析了复合电机共用磁轭厚度对共用磁轭磁密的影响,以及磁力齿轮内转子极对数对复合电机各层气隙磁密和电机性能的影响,提出了两种针对共用磁轭的优化结构。首先,用磁路法进行计算,得出共用磁轭部分在一定磁密条件下的理论厚度和三层气隙中的谐波次数,分析共用磁轭厚度变化对共用磁轭磁密的影响,以及不同次数的谐波对电机性能的影响。然后,为了削弱磁力齿轮和异步电机的相互影响,提出两种新结构,一种在共用磁轭部分加入隔磁层,另一种将磁力齿轮内转子的排列方式改为Halbach阵列。最后,用有限元仿真验证了理论分析的正确性和新结构对电机性能的改进。

关键词： 谐波齿轮传动   微凹坑纹理   润滑性能   仿生结构  

摘要： 本文研究无柔性轴承谐波齿轮传动中凸轮波发生器表面仿生微凹坑纹理对谐波齿轮传动润滑性能的影响,建立微凹坑纹理化的凸轮模型,利用流体动力学方法研究纹理的形状、密度、分布位置、深度等对谐波齿轮传动结构摩擦力和承载力的影响。结果表明,当微凹坑在凸轮外表面全区域均匀分布,其深度和直径分别为0.1 mm和6 mm,且分布密度越大时,凸轮波发生器结构的承载性能和润滑性能更好。本文的研究结果为无柔性轴承凸轮波发生器的表面纹理设计与优化提供了依据。

关键词： 斜齿托森差速器   啮合应力   螺旋角   压力角  

摘要： 为了降低斜齿托森差速器轮系齿面疲劳风险,采用有限元方法探索了斜齿轮螺旋角和压力角对齿轮啮合应力的影响规律。建立了具有不同螺旋角和压力角参数的差速器轮系的简化三维模型,划分六面体映射网格,设定轮齿接触面为无摩擦接触状态,计算轮系在一齿转角周期内位于不同啮合位置的静态应力分布。统计各轮系的最大啮合应力随螺旋角和压力角的变化规律可得,压力角不变,螺旋角增大时,轮系最大啮合应力从564 MPa降到350 MPa;螺旋角不变,压力角增大时,轮系最大啮合应力从573 MPa降到478 MPa,所以增大螺旋角和压力角均能降低轮系啮合应力。

关键词： 盾构机减速器   盾构机   齿轮磨损   多级行星齿轮  

摘要： 齿轮运行状况直接关系到盾构机减速器工作质量,为了保证其正常工作,需针对盾构机制减速器多级行星齿轮磨损状态进行定期检测。针对齿轮进行检测方法的设计,首先通过平移不变量小波降噪方法对减速器多级行星齿轮振动信号进行降噪处理,设置自适应局部阈值,分割出齿轮图像啮合区,最后检测点蚀区域。