关键词： 齿轮   点蚀   等离子熔覆   组织性能  

摘要： 针对三峡升船机主驱动齿轮表面点蚀等缺陷,采用三种填充材料Ni20、Ni35、Ni60合金粉末进行等离子熔覆修复试验,研究了熔覆层的组织性能。结果表明:采用Ni60粉末作为填充材料,离子气流量3 L/min、氩气流量9L/min,熔覆电流135 A、预热温度300℃时,获得的熔覆层具有最好的综合性能,熔覆层组织细密,枝晶晶粒较小,其截面硬度比基材的提高42.3%,磨损量比基材的小74%。

关键词： 电动汽车减速器   常用转矩转速段   传递误差   NVH性能   齿轮修形  

摘要： 电动汽车减速器齿轮的工况具有转矩转速范围广的特点,齿轮副在不同转速和转矩工况下的传递误差不同。为此,针对电动汽车的常用转速段和常用转矩段,对传递误差进行优化改善,以优化减速器噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能。首先,结合Abaqus和Masta软件建模,分析不同转速转矩下的传递误差;然后,基于常用转速和转矩工况时的数据对齿轮进行修形,并分析了修形后的传递误差;最后,通过减速器振动噪声对比试验,得出修形效果。结果表明,减速器大部分时间以常用转速和转矩运转,基于此工况时的传递误差数据进行修形,使减速器噪声降低了约5 dB(A),优化了减速器NVH性能。

关键词： 章动   遗传算法   磁齿轮   转矩   优化  

摘要： 在对章动磁力传动的研究中,输出转矩是评价其性能的重要指标,对其磁转矩的分析和优化尤为重要。提出了一种径向啮合章动磁齿轮传动机构,分析了其运行原理;基于恒定磁场磁矢位理论,建立了径向啮合章动磁齿轮的磁感应强度模型,推导出径向啮合磁齿轮转矩的数学模型;运用遗传算法优化了章动磁齿轮结构参数,并对优化结果进行了有效性验证。结果表明,在限定磁齿轮尺寸和磁极材料用量的条件下,优化后的输出转矩可以得到提高。

关键词： 齿轮传动   可靠性建模   数字化设计   参数化模型   载荷相关性  

摘要： 机械系统的可靠性研究主要包括可靠性设计、分配、建模、分析、评价等方面的内容。只有创建正确合理的模型,采用正确的分析方法,才能得到准确的可靠性评价结果。针对复杂机械系统可靠性建模计算量大和耗时长等问题,提出了一种齿轮传动系统可靠性快速建模的数字化分析方法。首先,建立了考虑各个零件载荷相关性的系统可靠性模型,采用可靠性数学模型,求解了传动零件可靠度,利用可靠性关系模型,对整个系统、子系统及零件的相互关系进行了表征,设计了齿轮传动系统可靠性快速建模数字化平台;然后,探讨了可靠性模型和算例报告的自动生成方法,研究了齿轮传动系统可靠性数字化建模的遍历算法,开发了参数化输入模块、数值求解模块和自动化结果输出模块;最后,以功率分支齿轮传动系统为例,进行了可靠性建模数字化分析,并将解析计算结果与软件仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:解析计算结果与软件仿真结果两者误差仅为0.016%,从而验证了该可靠性建模数字化分析方法及软件的正确性和高效性;同时,该方法具备保存加载算例、自动生成可靠性模型框图和快速计算系统可靠度等功能,为齿轮传动系统可靠性建模快速设计提供了一种数字化平台。

关键词： 风电齿轮传动系统   非线性动力学   摩擦   分岔   混沌  

摘要： 建立了含摩擦的风电齿轮传动系统的纯扭转非线性动力学模型,引入时变啮合刚度、综合啮合误差等因素,考虑了齿侧间隙与摩擦转矩等非线性因素的影响,进行量纲一化处理后得到了系统的动力学方程组;采用Runge-Kutta法对其进行求解,得出风电齿轮传动系统的非线性动态响应;计算了摩擦因数分别为0和0.07时系统随啮合频率变化的分岔图,并通过庞加莱截面、功率谱和关联维数等定性和定量工具对系统的非线性动力学特性进行了研究。结果表明,摩擦激励会使系统的周期响应中含有较多的次谐成分,诱发更多频率成分;摩擦激励会使得低频区域混沌区间减少,较快进入周期或拟周期运动状态;高频区域周期区间减少,拟周期区间、混沌区间加长,系统运动更为复杂。研究可为风电齿轮传动系统的故障机制研究、结构设计和更优工况的选择提供理论指导。

关键词： 螺旋锥齿轮   温锻   应力   位移   接触应力  

摘要： 螺旋锥齿轮作为汽车传动系统中的重要零部件,其性能和可靠性对汽车工程具有重要意义。为了深入研究螺旋锥齿轮的变形情况和锻造参数对其性能的影响,利用Solidworks软件和Simulation模块建立螺旋锥齿轮的数字模型和有限元模型,采用正交实验法,确定螺旋锥齿轮温锻最佳锻造参数。根据锻件材料选取设置温锻温度550~700℃和冲头下行载荷1000~4000 N区间,在此初始条件下分析螺旋锥齿轮的齿面锻造成形情况。实验结果表明,在温锻温度为600℃,冲头下行载荷为4000 N的情况下,螺旋锥齿轮的最大应力达到了1548 MPa,最大位移为0.2499 mm,相较而言,在此锻造条件下施加锻造力可以得到锻件较大变形,有利于坯料成型。由此仿真可得温锻温度和冲头下行载荷是影响其性能的关键因素。经核算,温锻后所成形的螺旋锥齿轮的齿面接触应力远小于许用接触应力。采用数值模拟技术预测螺旋锥齿轮温锻生产的工艺参数数值,可以减少生产周期,提高锻造效率,进一步地提高螺旋锥齿轮的质量和使用寿命。

关键词： 弹流润滑   时变啮合刚度   切片耦合   变形协调方程  

摘要： 弹流润滑在减少齿轮表面的变形和摩擦方面起着关键作用,可提高齿轮传动的稳定性和可靠性。本文提出了一个模型来研究直齿轮中弹流润滑与时变啮合刚度之间的复杂关系,旨在求解弹流润滑下的直齿轮时变啮合刚度。本模型考虑了弹流润滑、切片耦合、延长啮合、齿轮体柔性耦合和修正的轮齿刚度的影响。为提高准确性,通过去除能量的重复计算来修正轮齿刚度。此外,还推导了切片耦合与变形协调方程之间的迭代关系。提出的模型通过MASTA软件和参考文献进行验证。分析了弹流润滑和切片耦合对直齿轮啮合特性的影响。研究结果显示,考虑切片耦合后,带有鼓向修形的直齿轮的时变啮合刚度显著增大,并且导致边缘的集中载荷转移到齿面的中间部位。

关键词： 大跨度齿轮驱动旋转式弧形下卧门   水动力特性   流激振动   动力特性   启闭力  

摘要： 为了对大跨度齿轮驱动旋转式弧形下卧门运行安全性进行评估,采用不同运行工况下的水流流态、水流脉动压力和波高等水力参数,应用水弹性振动模型测试不同运行水位、闸门开度条件下的结构振动加速度及振动位移。在此基础上对闸门全开平卧、全关挡潮及旋转180°上翻检修等全工况条件下的启闭力进行测试,并通过有限元分析下卧门结构在正常挡潮、风浪超高等工况时闸门结构位移、应力分布以及结构流固耦合振动特性,以及对通航孔下卧门的运行安全性进行分析。结果表明,闸门在开度0.4或0.5时出现流态转换现象,在流态转化区易引发下游三滚波浪或二滚波浪,相应水流脉动压力荷载也明显增强,但规范操作情况下一般不会产生强烈的振动现象。水流脉动压力主要集中在1 Hz以内的低频区,不会产生对闸门结构的共振现象。在闸门启闭过程中,由于底水封的作用,门顶溢流引起的闸门下游面板脉动压力要大于凹槽内上游弧面面板的脉动压力。下卧门在正常运行状态下,其启闭力满足启闭机设计容量,闸门最大启闭力出现在空载调试状态。该研究成果以及提出的安全运行操作建议可为类似超大型水闸工程提供参考。

关键词： 齿轮传动   行星齿轮-转子耦合系统动力学模型   多源耦合振动   齿根裂纹扩展   转轴偏心   复合故障振动特性  

摘要： 目前,国内外学者对齿轮-转子耦合系统的动力学特性进行了研究,但是上述研究均没有考虑行星齿轮-转子复合故障状态。为此,以单级行星齿轮箱为例,通过构建含转子偏心和齿根裂纹故障的行星齿轮-转子耦合系统动力学模型,对复合故障状态下的行星齿轮-转子耦合系统振动响应特性进行了仿真分析和实验研究。首先,采用了集中参数法和Timoshenko梁理论,考虑了时变啮合刚度、支撑刚度、阻尼、陀螺效应、传动轴柔性等因素,建立了含转轴偏心-齿根裂纹复合故障的行星齿轮-转子耦合系统动力学模型;然后,采用了时间历程、频谱、轴心轨迹及相轨迹等方法,并根据其数值分析了不同故障对系统动态特性的影响,研究了偏心状态下裂纹扩展对系统振动响应特性的影响;最后,采用不同裂纹故障测试实验,验证了模型的准确性。研究结果表明:转轴偏心对啮合振动的影响显著,在行星轮系故障特性的分析中不可忽视;偏心-裂纹耦合影响下,系统振动响应由不平衡振动、正常啮合振动、故障冲击振动多源耦合而成,频谱中出现了转频f_( r)、啮合谐波kf _(m)以及复杂边带成分kf _(m)±f _(r)、kf _(m)±f _(r)±nf _(sc),并且随着裂纹程度的加大,调制现象更加明显。该研究结果可以为行星齿轮-转子系统复合故障诊断提供一定的理论依据。

关键词： 发动机   齿轮机油泵   噪声   评价  

摘要： 为降低机油泵噪声,以某中速大功率船用柴油机齿轮机油泵为研究对象,从机械噪声、困油噪声和流量脉动噪声3个方面分析噪声原因;优化机油泵结构,对优化后机油泵进行噪声测试和噪声级别评价。通过拆检机油泵和机油泵噪声测试,确定机油泵噪声为困油噪声和由流量脉动引起的阶次噪声。优化机油泵结构,在进、出油腔处分别增加补油槽和U型卸荷槽,并增大进、出油道横截面积。噪声测试结果表明,优化后机油泵额定转速下噪声下降2.2 dB,效果明显,噪声级别为C级。在不改变机油泵流量和压力的情况下,优化机油泵内部结构,可以降低机油泵噪声。