关键词： 齿轮钢   夹杂物   稀土La   形核核心   改质  

摘要： 20CrMnTi齿轮钢中TiN夹杂物尺寸及分布直接影响钢的力学及服役性能,控制钢中TiN夹杂物形貌及尺寸分布是提升20CrMnTi齿轮钢性能的有效路径。利用试验及热力学计算等方法,研究了稀土La对20CrMnTi齿轮钢中TiN夹杂物的改质行为。结果表明:未加稀土La元素时,析出的TiN微粒会在Al_(2)O_(3)核心上析出长大,逐渐成为尺寸较大的方形Al_(2)O_(3)-TiN复合相夹杂物,此时钢中含TiN夹杂物主要为纯TiN或Al_(2)O_(3)-TiN复合相夹杂物。加入稀土La后,钢中LaAlO3先于Al_(2)O_(3)核心析出,析出的LaAlO3将作为TiN形核核心,后续析出的TiN会在LaAlO3核心上异质形核长大,逐渐成为尺寸较小的LaAlO3-TiN复合相夹杂物,且改质后的TiN夹杂分布较为均匀。稀土La的加入可有效改质钢中TiN夹杂物形貌及尺寸,使得钢中TiN夹杂物由大尺寸棱角尖锐的不规则形状转变为小尺寸夹杂物,此时,钢中含Al_(2)O_(3)-TiN复合相夹杂物被改质为LaAlO3-TiN复合相夹杂物,钢中含TiN夹杂物平均尺寸由4.825μm降至2.846μm。

关键词： 高精度轧机齿轮箱   智能故障诊断   多通道二维卷积神经网络   长短期记忆神经网络   数据分类  

摘要： 针对轧机齿轮箱结构复杂、故障信号识别困难、故障部位分类不清等难题,提出了一种基于多通道二维卷积神经网络(MC2DCNN)与长短期记忆神经网络(LSTM)特征融合的故障诊断方法。首先,设计了一种三通道混合编码的二维样本结构,以达到故障识别与分类目的,对齿轮箱典型故障进行了自适应分类;其次,该模型将齿轮箱的垂直、水平和轴向三个方向的振动信号融合构造输入样本,结合了二维卷积神经网络与长短时记忆神经网络的优势,设计了与之对应的二维卷积神经网络结构,其相较于传统的单通道信号包含了更多的状态信息;最后,分析了轧制过程数据和已有实验数据,对齿轮故障和齿轮箱全故障进行了特征识别和分类,验证了该模型的准确率。研究结果表明:模型对齿轮箱齿面磨损、齿根裂纹、断齿以及齿面点蚀等典型故障识别的平均准确率达到95.9%,最高准确率为98.6%;相较于单通道信号,多通道信号混合编码方式构造的分类样本极大地提升了神经网络分类的准确性,解调出了更丰富的故障信息。根据轧制过程中的运行数据和实验台数据,验证了该智能诊断方法较传统方法在分类和识别准确率上更具优势,为该方法的工程应用提供了理论基础。

关键词： 断裂   硬度   成分偏析   调质  

摘要： 某空调系统设备安装完成后的试运行有异响,运行约400 h无法继续运行,拆机后发现压缩机小齿轮轴的轴端部螺纹部位发生断裂。本文从化学成分、硬度、力学性能、显微组织、断面微观形貌等方面对断裂小齿轮轴进行了综合分析。实验结果表明,小齿轮轴的C含量超过了EN10084-2008标准规定的上限;硬度超过产品技术要求;断后伸长率和断面收缩率低于产品技术要求;存在合金元素偏析;调质过程中在螺纹根部产生裂纹。这些因素的共同存在导致小齿轮轴早期断裂。

关键词： 齿面摩擦   行星齿轮系统   非线性振动   分岔   混沌  

摘要： 为研究齿面摩擦对2K-H行星齿轮系统振动特性的影响,考虑齿面摩擦力、时变摩擦力臂等因素建立了行星齿轮系统的动力学模型。综合应用分岔图、最大Lyapunov指数图、相图等研究了当无量纲激励频率ω在0.5~2.5区间变化时,不同齿面摩擦系数μ和齿轮副啮合相对阻尼比ζ对系统动态特性的影响规律。研究结果表明,与不考虑齿面摩擦的情形相比较,系统在低转速区域的振动状态变化不明显;在高转速区域系统的倍周期分岔点前移,逆倍周期分岔点延后;当阻尼比ζ从0.10增大到0.12时可使系统在激励频率ω变化的大部分区间由混沌振动转为周期振动。

关键词： 风电机组   有限元   齿轮   啮合强度   应力   静力学   动力学  

摘要： 风电机组齿轮传动系统故障频发,导致维修费用急剧增加。利用有限元建模,创新性地采用静、动力学相结合的仿真方法,建立了渐开线圆柱齿轮的静力学和动力学模型,并分析了不同工况下齿轮的啮合强度和应力分布。在静力学分析中,齿轮啮合处存在应力集中和超限现象。齿轮啮合处的最大等效应力达到1096.1 MPa,超过材料强度极限980 MPa的12%。在动力学分析中,出现最大冲击应力的范围是500~600 MPa。该数值是额定工况下的10倍,揭示了齿轮啮合处存在冲击应力的现象。随着转速和载荷的增大,等效应力从57.344 MPa增加到181.84 MPa,增加了217.1%。该研究为后续研究齿轮动力学行为和改进传动可靠性提供了参考。

关键词： 20MnCrS5渗碳齿轮   弯曲疲劳   复合小径喷丸   寿命预估   最大主应变准则  

摘要： 为研究残余应力和硬度对齿轮弯曲疲劳性能的影响,以渗碳热处理20MnCrS5钢制齿轮为研究对象,进行复合小径喷丸强化处理,进而实现同一材料的齿轮具有不同硬度和残余应力状态。以最大主应变准则为基础,分别引入残余应力影响项以及残余应力-硬度耦合影响项建立疲劳寿命预测模型。通过喷丸齿轮弯曲疲劳试验确定最优残余应力影响系数和修正系数,对比两种模型的寿命预测精度;通过未喷丸齿轮弯曲疲劳试验验证模型的准确性。结果表明,当单一考虑残余应力影响时,残余应力影响系数最优值为0.09,模型可实现较高的寿命预测精度。同时考虑残余应力和硬度影响,修正系数最优值为0.04,模型具有更高的预测精度。

关键词： 小模数齿轮   齿轮加工   热力耦合   传热   热变形  

摘要： 小模数齿轮加工过程中,滚齿切削时易于产生显著的热变形,进而影响其尺寸精度和服役性能.基于展成法加工原理和齿坯材料切除机制,提出小模数齿轮断续滚齿切削热力耦合计算模型.设计多级滚切速度下的钢制小模数齿轮试件试验,测算试件表面缺陷、粗糙度与公法线偏差.对比公法线偏差测量值和塑性应变仿真值,验证上述计算模型的正确性.研究齿轮模数、切削速度和传热条件对切削应力、表面温度及热变形的影响规律.结果表明:切削应力水平与模数负相关,与切削速度正相关;齿面缺陷密集度、表面温度和热变形均与切削速度正相关.适当降低滚刀转速、减小滚刀直径及强化切削区对流换热,可减小滚齿热变形,提高齿形精度和表面质量.

关键词： 矩形花键孔齿轮   顶套式剃齿夹具   中心距变化规律   几何偏心   精度控制  

摘要： 应用顶套式剃齿夹具以小径定心方式加工矩形花键孔齿轮时,因非圆弧区段孔轴接触线的实时变化会引起齿坯与剃齿刀中心距的变化,从而对几何偏心产生影响。利用解析法建立中心距变化的数学模型,基于MATLAB软件对两种规格、不同小径孔轴配合代号的矩形花键进行中心距变化的图形仿真,揭示小径孔轴配合间隙量及矩形花键结构尺寸对中心距变化的影响规律。通过分析中心距变化规律对几何偏心及其对剃齿齿轮传动精度的影响,结合夹具使用工况评价顶套式剃齿夹具对矩形花键孔齿轮的适用性,提出对齿坯、夹具精度的控制策略。

关键词： 行星齿轮   渗碳淬火   内孔   精加工   高精度   立式磨床  

摘要： 针对行星齿轮渗碳淬火后的内孔加工特点进行工艺研究,使用高精度数控车床和数控立式磨床组合加工,提升内孔表面质量和尺寸精度,为高精度齿轮精密加工技术的进一步提升提供参考和指导。

关键词： 过烧缺陷   20CrMnTiH   主动齿  

摘要： Φ42 mm规格的20CrMnTiH圆钢,在加工成主动齿毛坯的过程中发现裂纹,采用型号ARL3460的直读光谱仪、扫描电镜和金相显微镜对20CrMnTiH主动齿毛坯试样进行分析。结果表明,20CrMnTiH主动齿毛坯表面裂纹为试样在锻造加热过程中过烧导致。