关键词： 齿轨列车   车轮踏面磨耗   齿轮齿条   Hertz接触   齿面接触应力   理论计算  

摘要： 针对齿轨列车车轮踏面磨耗情况下难以探究齿轮齿条接触状态规律的问题,提出了一种基于Hertz接触理论的考虑车轮踏面磨耗情况的齿轮齿条齿面接触应力计算模型。首先,分析了磨耗情况下齿轮齿条的接触关系,获得了接触应力计算关键参数随车轮磨耗的变化规律,并结合Hertz接触理论构建了考虑车轮磨耗的齿轮齿条接触应力计算模型;然后,选取某工程齿轮齿条参数进行计算,获得了磨耗周期内的齿面接触应力分布,并通过27组有限元仿真试验获得了不同磨耗量、不同接触位置的齿轮齿条接触应力数据,与上述计算模型结果进行了对比;最后,运用上述计算模型进一步分析了车轮磨耗影响接触应力规律的内在机制和关键因素。结果表明,模型结果与仿真计算结果的最大相对误差为7.71%,验证了计算模型的准确性;车轮踏面磨耗量越大,齿轮齿条啮入点附近的接触应力越大,其影响机制是车轮磨耗导致啮入点附近驱动齿轮曲率半径急剧减小;增大初始中心距和齿条齿顶圆角影响系数,可降低车轮踏面磨耗对接触应力的影响,并可通过减小高度调整周期来优化接触状态情况。

关键词： 齿轮箱故障诊断   增强层次多样性熵   野马算法优化支持向量机   数据长度敏感性   算法特征提取时间   模型诊断性能  

摘要： 针对现有齿轮箱故障诊断方法对数据长度敏感的缺陷,提出了一种基于增强层次多样性熵(EHDE)和野马算法(WHO)优化支持向量机(SVM)的齿轮箱故障诊断模型。首先,传统熵值特征提取方法在特征提取阶段对数据样本的长度比较敏感,为此提出了增强层次多样性熵,并将其作为特征提取指标用于提取齿轮箱的故障特征;其次,采用WHO算法对SVM模型的参数进行了优化,建立了参数最优的WHO-SVM分类器;最后,将故障特征样本输入至WHO-SVM分类器中进行了训练和识别,完成了样本的故障识别;利用齿轮箱数据集分别从数据长度敏感性、算法特征提取时间、模型诊断性能三种角度对EHDE、精细复合多尺度样本熵、精细复合多尺度模糊熵、精细复合多尺度排列熵、精细复合多尺度散布熵、精细复合多尺度波动散布熵进行了对比研究。研究结果表明:EHDE方法对数据长度的要求较低,在数据长度为512时即可以取得99.1%的平均识别准确率,在诊断稳定性和诊断精度方面均优于其他对比方法;在算法的泛化性实验中,EHDE方法能够以98%的准确率识别齿轮箱的不同故障类型,具有明显的泛化性和通用性。

关键词： 喷丸强化   残余压应力   传动齿轮   疲劳裂纹扩展速率   疲劳寿命   表面强化  

摘要： 疲劳断裂是重载车辆传动齿轮的主要失效形式之一,齿轮底部疲劳裂纹的扩展将缩短车辆传动系统的服役寿命,严重时会导致车辆发生安全事故。延缓裂纹扩展的主要方法是在传动齿轮的表面引入一定大小的残余压应力。喷丸技术是一种冷加工表面强化处理工艺,该技术利用高速弹丸冲击材料表面,使零件表层产生塑性应变的同时,在表面和内部引入残余压应力,从而使裂纹闭合的能力得到强化,达到延缓裂纹扩展的强化效果。为了更好地揭示喷丸引入的残余压应力对疲劳裂纹扩展的影响,首先综述了传动齿轮表面疲劳裂纹产生的原因以及疲劳裂纹的扩展行为对重载车辆服役的影响。从强度因子、J积分以及裂纹闭合效应出发,介绍了传动齿轮表面疲劳裂纹扩展的理论以及残余压应力与疲劳裂纹扩展速率之间的关系。其次概述了目前国内外常用的新型有益于将残余拉应力转化为残余压应力的微粒子喷丸、激光喷丸、超声喷丸方法,并与传统机械喷丸技术相比较,阐述了新型喷丸表面强化技术的优缺点。此外,从数值模拟和试验结果两方面,论述了喷丸速度、喷丸角度、弹丸直径、弹丸材质和覆盖率5个工艺参数对在传动齿轮表面引入残余压应力的改善影响。最后对喷丸强化技术在传动齿轮上的多目标参数优化以及多尺度残余压应力与疲劳性能进行了展望,并结合重载车辆的使用需求,强调需要创新设计一种效率高、价格低、适用性广的喷丸技术,以进一步推动喷丸强化在延缓疲劳裂纹扩展方面的持续发展。

关键词： 齿距偏差   弹性测杆   ANSYS   Workbench   大齿轮  

摘要： 为了实现大齿轮齿距偏差测量难的问题,研制出一种大齿轮齿距偏差测量仪.针对测量仪中的弹性测杆机构的弹性变形影响测量精度的问题,对其组成及工作原理进行介绍并使用ANSYS Workbench进行仿真计算.根据计算结果对其误差进行分析并优化,以提高该仪器测量精度.经过仿真分析,改变铰链厚度可以减小其测量误差,为测量仪今后的误差分析提供了一定的理论基础.

关键词： 持续创新   汽车行业   齿轮加工   卡帕   核心业务   合作伙伴   全球运营   精加工  

摘要： 卡帕耐尔斯(以下简称:Kapp Niles)是一家全球运营的集团公司,核心业务是为齿轮和型材的磨削精加工提供高质量、经济的解决方案,合作伙伴遍布在传动、汽车以及能源等众多工业领域。机器、工具、工艺和测量技术的完美结合保证了精确到微米的加工。

关键词： 变速箱   齿轮   啮合   修形  

摘要： 以某大功率变速箱单级行星齿轮系为研究对象,采用KISSsoft软件进行齿轮修形设计。在修形后太阳轮和行星轮的齿面安全系数和齿根安全系数都得到提高,轮系啮合传动的重合度和胶合安全系数也有相应的增加,修形方案改善了齿轮在啮合过程中的齿面点蚀、胶合现象,提高了啮合过程中的安全性和稳定性。采用ANSYS Workbench与Hypermesh软件联合仿真结果表明:行星齿轮系的应力主要分布于太阳轮啮合时的齿根处、内齿圈啮合时的齿根处和行星轮啮合时的齿根处,最大等效应力为338.84 MPa,小于材料的许用应力,修行后的设计方案合理。

关键词： 风力发电   齿轮箱   SolidWorks   仿真  

摘要： 风电作为一种可再生清洁能源,在能源结构中的作用越来越重要。近年来,风力发电技术得到了迅猛的发展。利用SolidWorks建立风力发电机组齿轮箱三维实体模型,并利用插件SolidWorks Simulation对风力发电机组齿轮箱进行仿真分析,得出齿轮箱各零部件的应变、应力图;为进一步优化设计,缩短风力发电设备的开发周期和技术改造提供一定参考。

关键词： 风电机组   齿轮箱   迷宫密封   泄漏量   数值模拟   优化设计   径向基神经网络(RBF)代理模型  

摘要： 为了分析某风电齿轮箱内迷宫密封各参数对泄漏量的影响,利用数值模拟和构建代理模型对迷宫密封的泄漏行为开展了研究。首先,根据风电齿轮箱三维实体模型构建了其迷宫密封三维流场模型;然后,基于FLUENT软件,通过单一变量法研究了迷宫密封泄漏量随进出口压力比、润滑液动力黏度、高速轴与低速轴的转速和迷宫密封的密封齿间隙的变化规律;最后,构建了径向基神经网络(RBF)代理模型,在该代理模型的基础上,在影响迷宫密封性能的因素中,选取了密封间隙、密封腔体高度和密封腔体宽度三个结构参数作为设计变量,以迷宫密封的最小泄漏量和出口最大速度为优化目标,使用非劣分层遗传算法(NSGA-Ⅱ)获得了最优解。研究结果表明:迷宫密封泄漏量受两个转轴的转速影响很小;泄漏量与进出口压力比、密封间隙成正比,而与润滑油动力黏度成反比;求得最优解对应的参数所对应泄漏量减小了47%,出口最大速度降低了36%,数值模拟与优化理论计算结果一致。该结果可为研究迷宫密封泄漏量的影响特性提供理论依据。

关键词： 崩齿   偏载   齿向载荷分布   接触强度   齿向修形   鼓形   振动  

摘要： 针对某变速箱主变速3档从动齿轮在试验过程中产生的崩齿现象,在排除材料及热处理的因素后,采用KISSsoft软件对故障齿轮进行了仿真分析。结果显示,考虑轴具体结构及支承的影响,齿轮接触强度不足,受载不均匀,存在偏接触的现象,这与齿轮的试验故障现象一致。基于以上情况,对轴进行加粗处理,并对齿轮进行齿向鼓形修形,从而提高了齿轮接触强度,使齿向载荷分布较均匀,改善了偏载现象,有利于提高齿轮啮合质量,减小啮合冲击,从而减小振动和噪声。

关键词： 齿轮   高阶超声非线性系数   疲劳累计损伤   损伤检测  

摘要： 齿轮的疲劳累计损伤是一种检测难度较大的损伤类型。采用非线性超声技术的高阶超声非线性系数对齿轮的疲劳累计损伤进行评估。以服役3年的齿轮为研究对象,对齿根32个和齿尖端16个检测点进行非线性超声实验。实验结果表明,14号齿和15号齿根部检测点的相对非线性系数最大,说明其疲劳损伤程度最严重。而对于同一个齿,齿根部的疲劳损伤要比齿尖严重。因此,根据检测点计算得的高阶相对非线性系数可用于齿轮疲劳累计损伤评估,为服役齿轮的疲劳损伤提供一种实用的检测方法。