关键词： 齿轮   主轴式滚磨光整   表面完整性   表面粗糙度   残余应力   灰色关联度   工艺参数优化  

摘要： 目的 针对齿轮滚磨光整加工表面完整性基础数据缺乏、工艺控制规律不清的问题，探索主轴式滚磨光整工艺参数对齿轮表面完整性的影响规律，并进行预测建模和工艺参数优化。方法 采用单因素和响应曲面试验方法，对8620RH齿轮钢直齿圆柱齿轮进行主轴式滚磨光整工艺试验，测试加工后齿面表面粗糙度、表面几何形貌、残余应力场、显微硬度场和表层微观组织，讨论工艺参数对表面完整性的影响规律；采用多元线性回归方法，建立表面完整性特征与工艺参数的映射关系模型；基于改进的灰色关联度分析方法，以最大灰色关联度为目标优化滚磨光整工艺参数，并进行试验验证。结果 主轴式滚磨光整加工后齿面三维表面粗糙度Sa由0.280 μm降低至0.089 μm，表面几何形貌和表面纹理均匀一致；随着埋入深度、主轴转速和加工时间的增大，表面粗糙度逐渐减小并趋于稳定；齿高方向残余压应力大于齿宽方向残余压应力，残余压应力影响层深度约为40 μm；表面显微硬度最大硬化程度约为9.9%，硬化层深度约为40 μm，表层微观组织塑性变形层深度约为5 μm。表面完整性预测模型的P值小于0.0001，决定系数R2大于0.94；最佳主轴式滚磨光整工艺参数组合为埋入深度166 mm、主轴转速130 r/min、加工时间80 min，该工艺参数下模型预测误差在7%以内。结论 主轴式滚磨光整可去除齿轮磨削纹理，降低表面粗糙度，提高表面下20 μm范围内的残余压应力和显微硬度。本文获得了主轴式滚磨光整工艺参数对表面完整性的影响规律，建立了表面完整性特征预测模型，为齿轮高表面完整性控制提供了基础数据和工艺方法支撑。

关键词： 齿轮啮合噪声   传动系统   噪声控制   振动优化   材料选择  

摘要： 机械传动系统中常见问题含有齿轮的啮合噪声,极大危及设备运行的稳定性与使用寿命,噪声的产生主要是因为齿轮啮合阶段齿面接触的不均、啮合力脉冲的传递及系统振动,凭借优化齿轮设计层面、提升润滑技术思路、选定恰当的材料品质以及运用振动控制办法,可切实减少噪声水平,采用渐开线齿形和齿距调节手段优化啮合质量;采用管控油膜厚度降低摩擦;就材料筛选层面说,采用强度高且噪声低的齿轮材料,借助这些综合手段,可以显著削减齿轮噪声,增加传动系统的工作效率与耐用水平。

关键词： 面齿轮   修整轮   蜗杆砂轮   建模可视化  

摘要： 该文以正交面齿轮为研究对象，根据面齿轮蜗杆砂轮磨削原理，提出面齿轮磨削过程的修整轮、蜗杆砂轮，以及磨后齿面计算方法。在此基础上，开发了面齿轮参数化设计仿真软件，并集成了基于虚拟产形刀具的面齿轮设计建模、加工系统刀具及磨后面齿轮齿面计算等可视化功能模块，通过界面交互和便捷操作实现了面齿轮参数化零编程设计建模及“修整轮-蜗杆砂轮-面齿轮”的实际加工过程计算，有效地关联了面齿轮设计阶段与加工阶段，可以辅助设计与加工人员，支撑面齿轮批量生产与推广应用。

关键词： 齿轮传动   斜齿行星减速器   成形磨削   响应曲面法   第二代非支配排序遗传算法   磨削工艺参数优化   磨削温度  

摘要： 内斜齿轮是斜齿行星减速器的重要传动件，其表面质量直接影响减速器的运动精度和可靠性。为提升齿轮成形磨削加工的质量和效率，确定最佳成形磨削工艺参数，对内斜齿轮成形磨削过程中的磨削工艺参数进行了优化研究。首先，建立了磨齿温度场热量分配数学模型，并依据有限元仿真得到了磨削温度数据；然后，结合响应曲面法分析了成形磨削过程中不同工艺参数对磨削温度的影响，将磨削温度设成响应性能指标，建立了相应的响应回归模型；最后，以磨削温度、磨削效率和磨削质量为优化目标，利用第二代非支配排序遗传算法（NSGA2）算法进行了多目标工艺参数的优化，并进行了实验验证。研究结果表明：在湿磨工况下，磨削工艺参数对磨削温度的影响排序依次为ap>vw>vs；磨削温度与磨削深度、进给速度呈正相关，与砂轮线速度呈负相关；在保证成形磨削温度的前提下，磨削加工过程中使用优化后的最佳磨削工艺参数得到的粗磨阶段加工时间减少了50%，精磨阶段左右齿面偏差分别减少了46.7%和26.6%。由此证明了优化得到的最佳磨削工艺参数是合理有效的，对磨削过程中磨削参数的选择具有指导意义。

关键词： 热弹流润滑   线接触   航空齿轮   表面织构   油膜压力  

摘要： 表面织构作为一种可以显著提高表面摩擦学性能的技术，受到了国内外研究人员的广泛关注。为利用表面织构提升航空齿轮副服役性能，以某型号航空齿轮为研究对象，采用三维线接热触弹流润滑模型，分析齿轮副表面在齿顶、分度圆和齿根三个典型啮合位置下不同几何参数圆凹坑织构的弹流润滑性能，预测在各啮合点的最优圆凹坑几何参数，并分析织构形状对润滑性能的影响。数值计算结果表明：特定参数下表面织构可增加齿面的局部膜厚，提高齿面润滑性能。圆形织构在节点啮合位置的最优深径比为0.06，其余啮合位置则为0.04，而最优的面积率则在齿根处和分度圆处较小，都为5%，在齿顶处则为22%，在节圆位置平均油膜厚度提升最大为9.16%。而在不同织构形状的分析上，节点处，圆形织构表现最佳，矩形次之，最后是椭圆织构。在啮出点位置上，圆形织构和椭圆垂直织构表现最佳，椭圆平行织构最差。研究结论有望为航空高速齿轮表面织构化设计提供一定的理论参考。

关键词： 3800mm宽厚板   双边剪齿轮箱   高效维护策略  

摘要： 3800mm宽厚板双边剪齿轮箱是钢铁轧制生产线中的关键设备,其运行稳定性直接影响剪切精度和生产效率。由于齿轮箱长期承受高负荷运转,易出现齿轮磨损、润滑不良、轴承疲劳等故障,因此高效的维护策略对于延长设备寿命、减少非计划停机至关重要。基于此,本文对3800mm宽厚板双边剪齿轮箱的常见故障进行了分析,并探讨了其维护工作中存在的问题,最后提出了几点高效维护策略,以期进一步提升维护的智能化水平,提高设备管理的科学性和精确度。

关键词： 富勒烯C60   摩擦磨损   差速器总成   润滑油添加剂  

摘要： 【目的】良好的润滑条件是降低机械运动副金属元件表面摩擦和减少磨损的最有效方法之一。针对差速器总成中行星齿轮轴的摩擦磨损失效过快问题，研究富勒烯C60纳米碳球润滑油对行星齿轮轴的抗磨减摩作用。【方法】开展富勒烯C60润滑油作用下的摩擦磨损实验，分析C60纳米碳球浓度对摩擦因数和磨痕表面形貌的影响；使用变速器总成疲劳寿命试验台，开展差速器行星齿轮轴疲劳磨损试验，观测C60纳米碳球对齿轮轴的减摩效果。【结果】分析表明，富勒烯C60纳米碳球润滑油作用下的平均摩擦因数最低为0.080 1，比基础润滑油降低了71.1%；行星轮轴销两端磨损量均降低约60%。

关键词： 地铁齿轮箱   计算流体力学(CFD)   稳态供油量   优化措施   导油装置  

摘要： 齿轮箱是地铁车辆关键的传动部件,其润滑状态受到多种因素影响,包括齿轮的转速、润滑油的黏度、润滑油容量以及齿轮的转动方向。由于齿轮箱结构复杂,直接分析其润滑状态比较困难,为了深入探究齿轮箱内部的流场分布和润滑状态,需对其进行模拟仿真。首先,采用STAR-CCM+流体仿真软件构建了地铁齿轮箱的模型,并使用VOF方法对齿轮箱和轴承的内部流场进行模拟;其次,分析了不同工况对齿轮箱内润滑油分布的影响以及对齿轮啮合处润滑油的质量流量、齿轮的搅油力矩和轴承稳态供油量的影响;最后,对导油装置的结构进行了优化。研究结果表明:随着齿轮转速的增加,齿轮啮合处的流量以及轴承的稳态供油量先增加后趋于平稳,当前工况下,当转速达到3 600 r/min时趋于平稳,搅油力矩持续增大;随着润滑油黏度的增加,齿轮啮合处的流量和轴承的稳态供油量降低;随着润滑油容量的增加,齿轮啮合处的流量以及轴承的稳态供油量增大,搅油力矩增大;正转时齿轮啮合区域的质量流量较小,齿轮的润滑状态较差,而轴承的稳态供油量较大,润滑状态较好,反转时则反之;通过优化导油结构,齿轮正转和反转时轴承的稳态供油量均增大,反转时主动齿轮处轴承的油相体积平均值增大31%,从动齿轮处轴承的油相体积平均值增大20%,表明优化措施可以有效提高轴承的润滑效果。

关键词： 热-流-固耦合   箱体温度场   混合时间尺度   润滑方式   计算流体动力学  

摘要： 为准确预测轨道交通传动系统齿轮箱的温度分布,采用一种基于计算流体动力学(CFD)的混合时间尺度耦合法对齿轮箱进行仿真分析.对齿轮箱的内部流场与温度场同时进行数值模拟,通过数据传输实现齿轮箱流场与温度场的实时双向耦合,最后根据内部温度场计算结果,通过有限元方法得到箱体温度分布情况.另外,分析转速、浸油深度、喷油润滑等因素对齿轮箱稳态热性能的影响.研究结果表明:该数值模型在温度预测方面具有良好的性能,仿真结果与实验测量值之间的最大相对误差为7.4%.随着转速的增加,齿轮箱温度随之上升;而随着浸油深度的增加,除下箱体底部温度逐渐上升外,其余区域温度均下降.相同转速时,喷油润滑下的箱体最高温度对比飞溅润滑,降低幅度可达14%;且转速越高,冷却效果越明显.

关键词： 弧齿锥齿轮   斜角切削   有限元仿真   残余应力   响应曲面法  

摘要： 【目的】为探究弧齿锥齿轮成形法切削加工中切削速度、切削深度、进给量对齿面残余应力的影响规律,优化加工参数,根据成形法加工特点建立三维斜角切削仿真模型。【方法】采用单因素法和响应曲面法进行仿真,对各切削用量对齿面残余应力的影响进行分析,建立曲面响应预测模型求解最优切削参数组合,并进行试验验证。【结果】结果表明,轮齿已加工表面呈现为拉应力,沿层深迅速转变为压应力,然后逐渐减小为0;切削速度增大,加工表面残余拉应力增大,工件内部最大残余压应力有所减小;进给量对齿面残余应力影响最大,进给量增大,表面和硬化层内部残余应力均明显增大,应力层深增大;切削深度变化对齿面残余应力影响较小;齿面残余应力预测值与试验的相对误差值最大为6.17%,验证了仿真切削对残余应力进行预测的可行性。