关键词： 双层壳体齿轮箱   模态解耦   振动噪声   模态贡献度   振级落差  

摘要： 双层壳体齿轮箱不仅为齿轮传动系统提供弹性支撑,而且具有减振降噪作用。为了能够高效、高精度地预测双层壳体齿轮箱的减振降噪效果,本文基于模态综合法建立含有隔振器的某船用双层壳体齿轮箱柔性动力学缩聚模型,对比分析齿轮箱的缩聚模型与完全有限元模型的固有特性的差异性,并验证其缩聚模型的有效性。通过双层壳体齿轮箱缩聚模型的模态解耦率、模态贡献度、振级落差和内壳体倾斜度的分析,评估齿轮箱的隔振性能。结果表明:某船用双层壳体齿轮箱在平移方向上模态解耦率均在94.9%以上,模态贡献主要以第二至第六阶振型为主导;在激励频率1~6000 Hz范围内,双层壳体齿轮箱的振级落差可达到34.2 dB;当激励频率小于2000 Hz时,激励频率对振级落差和倾斜度的变化有着显著的影响。

关键词： 齿轮   夹紧变形   齿廓偏差   齿距偏差  

摘要： 在对齿轮进行精度等级评定时,齿廓偏差和齿距偏差是两个重要的评定参数,为了精确计算齿轮磨削加工获得的实际齿廓偏差和齿距偏差,文中提出了齿轮齿廓偏差和齿距偏差的评定方法,综合考虑夹紧变形的影响,利用齐次坐标变换矩阵建立了齿面参数方程,并系统分析了各种位姿误差对齿廓偏差、齿距偏差的影响规律,为齿廓偏差和齿距偏差的计算提供了依据。

关键词： 齿轮修形   瞬态动力学   疲劳寿命  

摘要： 提出一种新的齿轮渐开线齿廓修形方法,通过UG软件对修形前后齿轮进行建模,基于疲劳寿命理论,利用Workbench和Fatigue Tool方法建立齿轮CAE模型,完成齿轮接触动力学和疲劳寿命仿真分析。仿真结果表明:修形前后齿轮的最大等效应力和等效应变都出现在齿轮节线和齿根处,且修形齿轮的数据与结果都优于标准齿轮。

关键词： 风电齿轮箱   FDS320-FC齿轮油   倾点   酸值   微量元素  

摘要： 为评价某风场国产齿轮油的使用性能,文中对4台不同风机中的齿轮油样品进行检测,包括运动黏度、黏度指数、倾点、酸值和微量元素等指标,分析该国产齿轮油在不同运行时间下各个指标的变化情况。结果表明:在风电齿轮箱运行期间,齿轮油的运动黏度未发生明显变化,仍能形成稳定的油膜保证齿轮箱的正常运行;黏度指数及倾点变化较小,齿轮油低温性能无明显变化;齿轮油的磨斑直径指标无劣化趋势,油品能够在齿轮表面形成保护层,使齿轮间有效啮合;酸值在运行期间无明显变化,齿轮油没有发生明显的氧化;齿轮油中的微量元素无异常增加的情况,风电齿轮箱无异常磨损。以上结果表明,各项检测指标均满足要求,该国产齿轮油满足该风场风电齿轮箱的使用需求。

关键词： 齿轮轴   20CrMnTi钢   应力集中   疲劳断裂   渗碳层   硬度  

摘要： 某挖掘机齿轮轴发生断裂,采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、扫描电镜分析以及金相检验等方法对齿轮轴断裂的原因进行分析,结果表明:齿轮轴半径不符合技术要求,半径圆弧不平滑,渗碳层的深度不合格,使应力集中处萌生微裂纹,微裂纹进一步发生疲劳扩展,最终导致齿轮轴断裂。

关键词： Fatigue testing  

摘要： Gear rolling contact fatigue is an important bottleneck restricting the reliability, long life, and lightweight requirements of high-end equipment such as aviation, aerospace, new energy vehicles, and ships. Fatigue-resistant manufacturing is key to achieving high surface integrity and service performance. Revealing the relationship between high surface integrity, service life and fatigue limit has become a research focus in engineering and academia. The effects of conventional shot peening, dual shot peening, fine particle peening, barrel finishing, barrel finishing after shot peening, etc. on surface integrity and rolling contact fatigue properties of AISI 9310 carburized and quenched aviation gear steel are discussed. Active design method for contact fatigue resistance is proposed accordingly. This work is the second part of this series of studies, which aims to reveal the relationship between surface integrity and service performance by carrying out rolling contact fatigue tests with different manufacturing processes. The results show that under the contact stress state of 2 500 MPa, compared with the grinding state, the contact fatigue life could be increased by 75.7%, 62.3% and 117% respectively by the dual shot peening, fine particle peening and barrel finishing. The rolling fatigue limit of samples treated by shot peening and shot peening-barrel finishing could reach 2 269 MPa and 2 553 MPa, respectively, which is 2.9% and 14.87% higher than that of the carburized grinding state. © 2024 Chinese Mechanical Engineering Society. All rights reserved.

关键词： 齿轮   塑料   注射成型   承载力   标准化  

摘要： 塑料齿轮以其独特的优势在智能家居、汽车等领域得到广泛应用，国内外研究人员对塑料齿轮的结构设计、材料特性及服役性能进行了大量研究，初步形成了一些塑料齿轮标准。简要回顾了塑料齿轮的发展历程，介绍了塑料齿轮的特性和局限、齿形和结构的创新设计、新材料的改性和应用、成型工艺的优化、精度测量新方法、性能测试新技术等方面的研究进展以及塑料齿轮标准化的情况。总结出塑料齿轮研究尚处于重要发展阶段，未来的研究方向在于通过设计创新和新材料应用提升其综合性能、开展更加系统全面的实验研究、准确理解其服役行为和评估其性能。

关键词： 干摩擦   FeS   摩擦磨损   转移膜  

摘要： 为改善齿轮表面摩擦学性能，在20CrMnTi齿轮钢表面化学沉积具有良好润滑特性的FeS涂层。通过SEM、EDS、XRD、白光干涉仪、Raman光谱等手段对磨痕形貌和成分进行系统分析，考察了干摩擦条件下FeS涂层的摩擦学性能。结果表明，制备的FeS涂层纯度较好，涂层表面由大量微米片聚集而成，涂层厚度为5.4μm左右。摩擦实验表明，相对齿轮钢基体，含FeS涂层试样的磨损程度较低、摩擦系数减小。随着载荷增加，FeS涂层的摩擦系数和磨损量呈降低趋势。随着转速增加，FeS涂层的摩擦系数变化不大但磨损量增加。微观分析表明，较高的载荷有利于润滑膜的铺展，而较高的转速会加重材料的氧化磨损和黏着磨损。在摩擦过程中，润滑膜向摩擦对偶件转移，在对偶件表面形成的转移膜能阻碍摩擦副微凸峰之间直接接触。涂层完全磨损后，转移膜仍能保持摩擦副间长效润滑性能，减少材料的磨损。

关键词： 永磁同步风力发电机组   轻量化   年循环效率   机电协同设计   参数优化  

摘要： 为实现永磁同步风力发电机组轻量化、高年循环效率的设计目标,提出了一种永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同参数优化设计方法。首先建立风轮计算模型,以风电场实测的年风速工况作为风力发电机组的运行工况。接着建立齿轮传动系统的损耗模型,并基于有限元建立永磁同步发电机饱和磁链模型、转矩模型和损耗模型。在此基础上,为最大限度地发挥各参数下发电机组的效率潜力,采用非线性效率最优电流分配策略对发电机的控制电流进行优化。最后在发电机电磁约束、齿轮几何和强度约束、连续传动约束条件下,以发电机和齿轮的参数作为优化变量,以永磁同步发电机-齿轮传动系统的总质量和年循环风速工况下的总损耗作为目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法对目标函数进行优化。该过程优化中嵌套优化,整个过程通过脚本自动化运行,最大程度地降低了系统的损耗和质量,减少了时间成本。基于上述方法对8 MW永磁同步发电机-齿轮传动系统进行优化,优化后系统总质量降低了40.2%,系统年循环损耗减少了461 562.53 kW·h,表明该方法有效地降低了系统的质量且提高了年循环效率。

关键词： 齿轮泵   侧隙   卸荷槽   理论齿面流量   理论流量   理论排量   理论脉动系数  

摘要： 为克服齿轮泵理论流量、排量及脉动系数计算方法的局限性与复杂性,从一个完整啮合齿面所产生的理论齿面流量入手,提出双卸荷槽间距内的理论齿面流量即为泵理论输出流量的新方法。以1.0和0.5代表侧隙的有和无,双卸荷槽对称线相对于齿轮副中心线的无量纲不对称宽度为变量,构建出理论输出流量特性的相关简洁式。结果表明:同等侧隙类型下无卸荷槽与单侧卸荷槽下的理论排量相同,有侧隙、单侧卸荷槽下的类型系数经典式确实有误;无侧隙、对称卸荷槽类型下的理论排量更大,流量脉动更小,但困油现象更严重;尤其单侧卸荷槽下的流量脉动很大和困油现象很严重,不建议采用等。本文提出的新方法原理更清晰,公式更简洁,结果更可靠,通用性更强。