关键词： Pascal蜗线齿轮   多段变性   传动比   压力角   重合度  

摘要： 为得到不同传动特性的Pascal蜗线齿轮机构,基于二段变性Pascal蜗线齿轮生成机理构建多段变性Pascal蜗线齿轮机构。将Pascal蜗线曲线划分成N段,并在每一区段内引入不同的变性系数,由此获得多段变性Pascal蜗线。基于几何图学构建该曲线数学方程。将多段变性Pascal蜗线曲线应用于齿轮机构,得到一种变速传动的非圆齿轮机构,并构建该类型齿轮机构传动数学模型。为便于优化设计,编制了多段变性Pascal蜗线齿轮机构可视化设计平台,分析了变性系数对Pascal蜗线族齿轮的影响,总结了变性系数选取准则。分析了三段变性Pascal蜗线齿轮机构的传动特性和多段变性Pascal蜗线齿轮在压力机上的应用。研究发现:在不同区段内引入不同的变性系数,可获得不同的传动特性;且分段数量越多,可调节性越强,获得的传动特性种类越多。

关键词： 高速列车   齿轮箱   刚柔耦合   多体动力学  

摘要： 针对高速列车齿轮箱振动特性问题,利用3D扫描设备对高速列车齿轮箱箱体进行了逆向三维建模。通过多体动力学仿真软件分别建立了含齿轮箱的整车动力学模型和齿轮箱传动系统刚柔耦合仿真模型,通过整车动力学仿真得到了箱体在轨道谱激励下的载荷特征,并将其与齿轮箱传动系统耦合模型相联立,对箱体在内外激励下的振动特性进行了分析,获得了上箱体小齿轮上端与下箱体底部振动位移及加速度较大,上箱体大齿轮附近振动位移及振动加速度相对较小等规律,并与实验数据进行了对比,验证了模型可靠性。

关键词： 面齿轮   网格划分   激光参数   齿面形貌特征   飞秒激光烧蚀  

摘要： 飞秒激光加工成为当今研究复杂齿轮制造的新方向。本文通过面齿轮齿面网格划分方法,利用齿面三维模型测量计算每个节点处的激光入射角θ,建立飞秒激光加工齿面材料18Cr2Ni4WA的反射率、能量密度分布等烧蚀模型,研究椭圆形烧蚀光斑面积、烧蚀区面积,以及烧蚀凹坑深度等齿面形貌特征。通过模型仿真和实验结果分析表明,烧蚀光斑面积随θ的增大先缓慢增加,后快速增加;烧蚀区面积随激光功率P的增加而增加,随θ的增大,先慢速减小而后呈指数函数形式加速减小;烧蚀凹坑深度随着P的增加而增加,随θ增大而呈现近似线性降低。θ对齿面质量的影响程度要大于P,较小的θ,以及P为4.9 W左右时齿面形貌较好,为提高面齿轮加工质量提供了技术支撑。

关键词： 风电机组   齿轮箱   打齿  

摘要： 风电机组齿轮箱结构一般由多级行星+一级平行级结构组成,行星级传动结构复杂、加工和装配要求高,在风场运行时容易夹杂异物而出现打齿问题。介绍在风电机组上修磨齿轮箱一级行星架技改方法,该方法克服了齿轮箱现场技改施工空间狭小、操作难度较大等不利因素,避免齿轮箱批量下架返修引发的高成本压力,让风电机组齿轮箱现场技改处理更方便、更快捷。

关键词： 斜齿轮   残余应力   时变啮合刚度   动载荷  

摘要： 【目的】淬火热处理作为齿轮重要强化工艺会产生较高的残余应力,进而影响齿轮啮合刚度及动态性能。在分析淬火残余应力分布规律的基础上,揭示残余应力对齿轮啮合动态特性的量化影响。【方法】基于直接热-力耦合法建立齿轮淬火仿真模型并求解淬火残余应力,结合单节点法将该残余应力作为预应力求解斜齿轮副的时变啮合刚度;并以此为基础,利用集中参数法建立斜齿轮副的10自由度动力学模型,使用龙格-库塔法进行数值求解,得到斜齿轮副的振动响应动载荷时域图和频域图。【结果】与不考虑残余应力相比,存在残余应力的单齿弯曲变形在4齿啮合区域变大、在5齿啮合区域变小,接触变形无明显变化,啮合刚度和动载荷的时域峰值变大,啮频处的动载荷频域幅值谱密度增大。

关键词： 加工受力   齿轮泵   受力极限   切削加工  

摘要： 在机械零件的加工过程中,受力变形是一个常见问题,尤其对于齿轮泵而言,其腔体密封的严格要求,使得齿轮加工质量至关重要。齿轮泵齿轮的隐形缺陷可能会在使用过程中威胁到腔体密封安全。为确保齿轮泵齿轮加工质量和精度,研究了齿轮泵齿轮机械加工受力极限测试方法。在测试准备阶段,选择了合适的测试设备和齿轮泵齿轮,并确定切削加工方式。通过设计齿轮加工受力计算方法,分析齿轮的受力状态,构建湍流模型以压缩加工流动值,并利用弹性耦合关系联系齿轮的内力与变形。在高速加工中心进行切削力测试时,分别对不同轴向上的齿轮受力极限值进行了测量。测试结果表明,当轴向切削深度低于1.0 mm时,齿轮的最大受力值为240 N,出现在OY轴方向;而当轴向切削深度超过2.0 mm时,最大受力值为140 N,出现在OX轴方向;此外,齿轮的受力随厚度和刚度变化而呈现周期性变化,当齿轮刚度最小时,其受力值也最小,表现为齿轮顶部的受力最小,而齿轮根部的受力值最大。

关键词： 渗碳齿轮   表面完整性   残余应力   表面粗糙度   硬度梯度  

摘要： 目的针对材料牌号、加工工艺、几何结构与渗碳齿轮表面完整性关联规律不明的问题,探究不同材料、工艺、结构对表面完整性的影响。方法对18CrNiMo7-6、9310、20Cr2Ni4A、20CrMnTi几种常用渗碳齿轮的渗碳磨削、喷丸强化、二次喷丸、滚磨光整、喷丸光整等工艺状态进行表面粗糙度、残余应力、硬度梯度等表面完整性表征,讨论材料、工艺、结构对表面完整性特征的影响规律。结果在渗碳磨削、喷丸强化工艺状态下,几种常用渗碳钢的表面残余压应力、表面硬度等参数基本一致。经喷丸强化、二次喷丸、滚磨光整处理后,最大残余压应力幅值范围为1100~1400 MPa,表面硬度为660HV~720HV。通过滚磨光整改善表面微观形貌的效果最显著,能够使表面粗糙度S_(a)降至0.25μm以下。通过二次喷丸提升次表面最大残余压应力的效果明显,能够使齿轮次表面最大残余压应力提升至1200MPa。滚子和齿轮2种几何结构的试件在渗碳磨削、喷丸强化、喷丸光整等工艺状态下,其表面完整性参数基本一致。结论揭示了不同材料牌号、加工工艺、几何结构对渗碳齿轮表面完整性的影响规律,可为齿轮加工工艺优化和高表面完整性创成提供理论支撑和数据参考。

关键词： 行星齿轮轴套   热处理   表面改性   疲劳寿命  

摘要： 在现代机械传动系统中,行星齿轮机构应用广泛,其核心部件行星齿轮轴套的性能对系统可靠性和使用寿命至关重要。随着机械装备向高速、重载、高精度方向发展,传统材料和制造工艺难以满足行星齿轮轴套在复杂工况下的需求。热处理与表面改性技术成为提升其综合性能的关键,但目前相关技术存在硬度不均匀、变形量大、涂层结合力不足等问题。基于此,本研究深入开展行星齿轮轴套的热处理与表面改性技术研究。试验结果表明,优化前平均残余应力为280.6MPa,优化后大幅下降至159.6MPa,表明热处理与表面改性技术有效地缓解了轴套内部的残余应力。且优化后,产品质量更加稳定,每一个轴套都能更接近平均疲劳寿命,减少了因个体差异导致的故障风险。最长疲劳寿命从55000次提升到85000次,最短疲劳寿命从45000次提升到78000次。

关键词： 细高齿齿轮   动态啮合力   齿间载荷分配   有限元法   齿根动应变  

摘要： 【目的】针对细高齿齿轮齿间载荷分配及动态特性与常规直齿轮间的差异,综合考虑系统动力学特性,提出了一种细高齿齿轮齿根动应变的计算方法。【方法】采用集中质量法建立了系统动力学模型,通过Newmark-β法求解系统动力学方程,求解了齿轮副动态啮合力;利用有限元法建立了齿轮结构动力学分析模型,结合轮齿承载接触分析方法确定齿间载荷分配关系,通过有限元瞬态分析得到齿根应变时域历程;利用所提方法对不同转速及负载下细高齿齿轮的齿根动应变进行求解,将计算结果与常规直齿轮进行了对比。【结果】结果表明,细高齿齿轮单对轮齿载荷分配率变化范围在0.2~0.6,其齿根应变共经历两次先增大后减小的变化过程;随着输入转速及负载的增加,细高齿齿轮齿根应变峰值总体呈增大趋势,且不同工况下其齿根应变峰值较常规直齿轮显著降低。将所述方法获得的细高齿齿轮齿根动应变与试验结果进行对比,齿根应变峰值的计算与实测结果的相对误差小于10%,验证了动应变计算方法的有效性。

关键词： 风力发电   电机组   组齿轮箱   故障   监测分析  

摘要： 风力发电机组齿轮箱作为风力发电机组中重要的传动部件,担负着风能向机械能转换这一至关重要的工作。由于风力发电机组工作环境条件复杂时间较长,齿轮箱易发生多种故障,对风机运行效率及可靠性造成严重影响,甚至会造成装置停运。文章通过分析风力发电机组齿轮箱常见故障类型,论述齿轮箱故障产生原因及对整个风电机组运行产生的影响。主要失效有齿轮磨损,轴承损坏,油温过高,润滑不良。为解决上述故障,提出一种以振动监测,温度监测以及油液监测为主的综合监测方法来对其进行实时数据采集及分析,以便及时发现可能发生的故障并避免重大损失及停机。