关键词： 小模数直齿轮   传动系统   传动精度   形位公差  

摘要： 形位公差是零件形状和位置特征变动的结果,形位特征的变动对于精密传动的传动精度产生很大影响。目前在小模数直齿轮传动系统精度计算中仅考虑齿轮副尺寸公差、齿轮副扭转弹性空回程、温度变化引起的圆周侧隙等,没有考虑形位公差的影响。本文以小模数直齿轮传动系统为研究对象,研究箱体形位公差对传动精度的影响。通过分析箱体的平行度、同轴度、垂直度等形位公差的定义,得出平行度、垂直度对中心距的影响,提出在独立原则下的小模数齿轮传动精度的计算方法,为计算小模数齿轮传动精度提供思路。最后通过一个工程应用实例,说明提出计算方法的必要性。

关键词： 双圆弧斜齿齿轮泵   高速高压   遗传算法   空化抑制   数值模拟  

摘要： 双圆弧斜齿齿轮泵在高速高压工况下其内部流场空化现象严重,对齿轮泵的性能产生不利影响。为抑制齿轮泵的空化,建立了双圆弧斜齿齿轮泵吸油腔近啮合区域压力数学模型,以该区域压力值最大为目标函数,利用遗传算法对其各个影响因素求最优解,重新建立齿轮泵三维模型并设定模拟工况,利用动网格技术,通过PUMPLINX对齿轮泵内部流场的空化现象进行数值模拟,并分析了抑制空化后对齿轮泵的影响。结果表明:抑制空化后齿轮泵内部流场空化现象明显减小,齿轮泵的空化现象得到了有效的抑制,验证了吸油腔近啮合区域压力数学模型的正确性;相对于抑制空化前,抑制空化后的齿轮泵流量脉动和流量脉动率明显减小,泵出口流量脉动率减小了25.63%,泵出口平均流量提高了4.4 L/min,泵容积效率提高了10.04%,显著提高了双圆弧斜齿齿轮泵的性能。

关键词： KISSsoft   接触分析   齿轮修形  

摘要： 为提高全地形车变速箱的性能和使用寿命,针对某款变速箱内的一对斜齿轮副,利用KISSsoft软件解析得到合理的外形及修形参数,对修形前后的各项齿轮评价指标进行对比分析,完成对齿轮的优化设计。

关键词： 高速动车   齿轮箱   轨道不平顺   滚振实验   振动特性   动应力  

摘要： 针对高速动车齿轮箱箱体应力集中问题,从轨道不平顺激励的角度对其箱体的振动特性与动应力分布进行评估。首先建立了高速动车的齿轮箱、转向架及整车的刚柔耦合动力学模型,其次利用转向架滚振实验台测量了动车齿轮箱在轨道不平顺激励下的振动加速度,其中工况选取了100km/h、200km/h及300km/h匀速运行工况。依据实验结果对动车系统的铰接类型、力元类型与参数进行了匹配性调整。最后仿真计算了齿轮箱箱体仅在轨道不平顺激励下的动应力,发现箱体整体等效应力主要集中于小齿轮端箱体处、小齿轮与大齿轮端箱体过渡联接处,其中在100km/h、200km/h和300km/h工况下,箱体平均等效应力范围依次为(2.03~2.30)MPa、(3.87~4.29)MPa、(6.81~7.25)MPa。发现轨道不平顺激励对箱体的振动特性产生一定影响,且箱体易出现应力集中现象。

关键词： 模态分析   螺旋锥齿轮   数字孪生   模态振型   模态试验  

摘要： 为了得到准确的螺旋锥齿轮数字孪生体模态参数,通过螺旋锥齿轮的模态试验,得到了自由模态的模态频率、模态振型、频响函数;计算了自模态置信准则度矩阵(Auto MAC),各阶模态相关性很低,表明模态试验提取的模态振型具有较好的准确性。以各阶试验模态频率为目标,修正螺旋锥齿轮的物理属性并进行模态仿真,得到自由模态的模态频率、模态振型、频响函数。与模态试验结果对比,最大模态频率偏差为1.235%;计算了试验与数字孪生体模态振型的互模态置信准则度矩阵(CrossMAC),表明数字孪生体模态振型与试验模态振型具有较好的一致性;试验和仿真频响函数对比进一步验证了数字孪生体模态分析的准确性。对数字孪生体的模态仿真不仅可以辨识出由于试验条件限制无法测试出的模态参数;通过试验与仿真模态振型Cross MAC与试验模态振型的Auto MAC对比,还可以识别出试验误差较大的模态参数。试验和仿真对比分析表明本文方法构造的螺旋锥齿轮数字孪生体模型是准确的,可以解决由于试验条件限制测不全和测不准的问题。

关键词： 风电齿轮箱   行星轮系   结构柔性   内齿圈   动力学  

摘要： 为了深入研究重载行星齿轮传动多柔体变形下齿面载荷分布规律,提出一种计入结构柔性与齿轮副动态接触的行星齿轮传动耦合动力学建模方法。以某型兆瓦级风电齿轮箱行星轮系为研究对象,根据内齿圈、行星架结构及其边界特征,采用有限元缩聚理论建立内齿圈轮齿、行星架耦合点与弹性支撑之间的关联关系,利用齿轮副动态承载接触作为界面协调条件将各构件进行耦合,建立行星齿轮传动耦合动力学模型,分析了啮合偏载现象以及结构参数对啮合特性的影响。研究结果表明,作用在行星轮上的合弯矩以及行星架销轴非对称结构变形是造成啮合偏载的主要原因,系统共振会加剧啮合偏载程度;在共振区附近,齿轮动态啮合刚度与静态啮合刚度存在较大差异;增加销轴刚性、增大螺旋角可以改善啮合偏载程度,减小共振区系统振动,但在低转速区不利于系统减振,而增大行星架连接板刚性可以保持低转速区系统振动状态,同时减小共振区系统振动。

关键词： 齿轮盘   闭式精锻   材料填充规律   模具结构   Deform-3D  

摘要： 以车用齿轮盘为研究对象,为了满足批量化生产需求,同时达到稳定、高质量、高效、低成本的生产目标,设计了一种多工位闭式精锻生产工艺方案。采用塑性成形软件Deform-3D对齿轮盘各阶段的成形过程进行了数值模拟,根据材料的填充规律发现了充不满、毛刺、折叠等缺陷,并说明了产生缺陷的原因;对镦粗件及预锻件的形状进行了改进,优化了成形过程,改变了金属的流动特点,消除了成形缺陷;对锻模结构方案进行了设计并进行了简单说明,通过锻造生产线进行了试模及工艺检验,完成了少量齿轮盘的试制。结果表明:有限元分析能为实际生产提供较好的理论指导,获得的齿轮盘充填饱满,无毛刺、裂纹等缺陷,尺寸精度高,改进后的工艺达到了预期效果。

关键词： 航空发动机   燃油泵   齿轮泵   卸荷槽设计   困油模型  

摘要： 高压、高速、高温化使得齿轮泵固有困油问题愈发严重，传统卸荷槽结构已难以满足高性能燃油泵设计要求。为此本文提出一种基于运动法的新型卸荷槽结构设计方法，通过构建困油模型并从整泵全局角度分析齿轮参数对困油各项性能的影响规律，以确定齿轮参数并为卸荷槽设计提供约束条件；其次基于齿轮运动规律和卸荷槽设计原则进行了某型燃油齿轮泵卸荷槽的设计，并进行了多个工况下新型卸荷槽和传统卸荷槽困油特性仿真对比；最后试制了样机并通过试验验证了卸荷槽设计的有效性。研究结果表明：所设计的卸荷槽较传统矩形卸荷槽相比，同工况下最大困油压力降低63.4MPa，流量脉动率减小33.5%，空化区域更小，工作性能更优，能够显著缓解困油带来的不利影响。采用该结构卸荷槽的齿轮泵具有高的容积效率和长时抗汽蚀能力。

关键词： 弧齿锥齿轮   磨削   力热耦合   性能分析  

摘要： 弧齿锥齿轮的磨削加工是非线性和动态的复杂过程,利用有限元法仿真磨削过程对探究弧齿锥齿轮复杂磨削机理具有重要意义。基于Johnson-Cook力-热耦合材料本构方程,建立复合磨粒磨削有限元仿真模型,对比分析在不同磨削速度、磨削深度及磨粒间距时齿面温度场、磨削力和磨粒磨损的变化情况,并通过实验验证了模拟的结果。研究结果表明:影响磨削表面性能的最主要因素是磨削深度,复合磨粒干涉作用对齿面温度场的影响及产生的磨削振动是不可忽视的,这为弧齿锥齿轮磨削表面性能研究和实际加工提供了理论指导。