关键词： 齿轮传动   交错轴   变厚齿轮   非线性变位   轮齿接触分析   接触迹线   接触椭圆  

摘要： 交错轴变厚齿轮传动存在齿面间滑动速度大、承载能力低、易磨损、噪声较大等问题,且一般变厚齿轮的变位系数沿轴向线性变化,因此当齿宽太大时会产生齿顶变尖或根切等现象。本文在传统变厚齿轮线性滚削加工的基础上,通过改变加工路径曲线,提出非线性变位变厚齿轮的加工方法,推导了非线性变位变厚齿轮的齿面方程,分析了不同加工路径曲线对该类齿轮齿面形貌的影响。采用轮齿接触分析方法,建立交错轴变厚齿轮副接触分析模型,讨论了4种加工曲线下齿面接触迹线和接触椭圆的变化规律,并与标准变厚齿轮进行对比,同时采用经仿真得到的啮合印痕图来进一步验证接触椭圆的准确性。研究结果表明,采用小齿轮两端修正的加工路径所生成的非线性变位变厚齿轮在交错轴齿轮传动接触特性上明显优于标准变厚齿轮和采用其他几种加工路径所生成的非线性变位变厚齿轮。

关键词： 大齿轮   激光增材制造   修复  

摘要： 大齿轮是矿山机械的关键部件,由于工况较差,大齿轮容易出现磨损等缺陷而成为矿山机械主要易损件之一。针对性地设计了一套矿山机械大齿轮激光增材修复设备,详细介绍了设备的组成、关键组件设计以及修复工艺流程等,该设备可用于对磨损的大齿轮进行增材修复以便再利用,从而减少资源浪费,降低使用成本。

关键词： 行星齿轮   啮合   故障失效   诊断测试  

摘要： 针对行星齿轮箱中行星齿轮使用中经常出现的各类故障失效问题,掌握其失效的原因及规律,对其进行实时诊断检测是保证整个啮合过程安全运行的关键。因此,本文分析了行星齿轮出现的常见故障及失效原因,有针对性地开展了齿轮故障诊断系统设计。测试结果表明,该系统能准确、实时地对行星齿轮进行故障诊断检测,并以不同的变化曲线及显示界面等形式进行实时显示。

关键词： 齿轮   表面特性   纵-扭超声对滚   残余应力   有限元仿真   硬度  

摘要： 为了强化齿面,提高齿轮表面的使役性能,使用一种新的纵-扭复合强化加工方法对齿轮进行强化。首先,基于赫兹接触理论和齿轮啮合理论,建立了纵-扭超声滚压齿面等效应力的理论模型;其次采用有限元仿真技术对该加工方式进行了模拟;最后利用已经搭建好的试验平台进行了一系列的纵-扭超声对滚齿面强化试验。通过对比仿真与理论结果对比,施加纵-扭超声后可以有效的提高接触应力,中有无超声振动接触应力提高约1.7倍~2倍,致使齿轮表面材料发生屈服进而完成。试验结果进一步表明纵-扭超声滚强化压改善了齿面的表面特性。当施加纵-扭复合超声振动时,齿面残余应力随阻尼力矩增大而增加,沿齿廓方向残余应力呈现先增大后减小趋势,在节圆处残余应力值最大。齿面的显微硬度HV1.0数值沿齿廓呈现时变特性,超声滚压强化加工可以改善齿面表面形貌。与传统滚压相比,超声滚压强化后表面峰谷间距加宽,粗糙度降幅可达45%~55%。因此,纵-扭超声对滚强化加工可以实现齿面强化、改善齿面特性,提高残余压应力和显微硬度、降低表面粗糙度并提高齿面质量。

关键词： 振动与波   正交面齿轮   陀螺效应   动态响应  

摘要： 为提高面齿轮传动系统的动力学特性,建立考虑陀螺效应、包含时变啮合刚度、啮合阻尼、齿侧间隙、支撑刚度和阻尼等参数的非线性动力学模型。采用欧拉单步法对非线性动力学方程进行求解,分析模型计算结果的准确性和合理性。分析面齿轮传动系统啮合线位移、啮合力以及面齿轮和圆柱齿轮振动位移与时变啮合刚度幅值系数变化之间的关系,并通过两齿轮质心坐标平面相图得到两齿轮质心的振动情况。

关键词： 18CrNiMo7-6钢   棘轮应变   温升   断裂疲劳熵   疲劳极限评定  

摘要： 在不同最大循环应力(600~880 MPa)和应力比0.1下对18CrNiMo7-6高铁齿轮钢进行棘轮试验和疲劳试验,先通过对稳定阶段的棘轮应变差值和温升与最大循环应力进行拟合来预测疲劳极限,然后再基于由棘轮应变差值和温升计算的断裂疲劳熵来预测疲劳极限,并将不同方法的预测结果与试验结果进行对比。结果表明:由稳定阶段的棘轮应变差值和温升与最大循环应力的线性拟合得到的疲劳极限分别为664.9,681.4 MPa,与由疲劳试验得到的疲劳极限(689.0 MPa)的相对误差分别为1.11%,3.50%,说明用这2种方法预测疲劳极限的精度较高;当最大循环应力为673.2 MPa时,断裂疲劳熵值由0.1 MJ·m^(-3)·K^(-1)以下突变增至0.46 MJ·m^(-3)·K^(-1),由此预测得到的疲劳极限为673.2 MPa,与疲劳试验结果的相对误差为2.3%,预测精度较高。

关键词： 小轴交角面齿轮副   齿面展成   轮齿接触分析   应力分析  

摘要： 为了增强直升机传动系统中小角度齿轮传动副的啮合性能,对小轴交角面齿轮副进行齿面几何与啮合特性研究。建立了小轴交角面齿轮副展成坐标系,并基于齿轮啮合原理推导了其齿面方程。基于蜗杆推导了拓扑修形的圆柱齿轮齿面方程,并将该圆柱齿轮应用到小轴交角面齿轮副中。进行了轮齿接触分析,并研究了安装误差对啮合的影响规律。为评价小轴交角面齿轮副的传动性能,进行了应力计算分析,并与锥形渐开线-圆柱齿轮副进行了对比。研究结果表明:相对于圆柱齿轮齿向修形,拓扑修形可有效避免小轴交角面齿轮副的边缘接触,减小接触应力和弯曲应力;相同参数下,小轴交角面齿轮副的接触应力和弯曲应力均比锥形渐开线齿轮-圆柱齿轮副小约27%。

关键词： 增速传动   齿根弯曲应力   渐开线直齿圆柱齿轮   滑动摩擦力   啮合特性  

摘要： 增速传动齿轮是风力发电机等各类增速齿轮传动系统中的关键零件,其设计和修形主要参考减速传动齿轮来进行。由于啮合点处滑动摩擦力的影响,增速传动齿轮的啮合特性与减速传动齿轮存在较大的差异,因而减速传动齿轮的设计制造经验不能直接应用于增速传动齿轮。以应用最广泛的渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,运用危险截面法和有限元啮合仿真方法,进行了增速传动和减速传动轮齿弯曲应力的对比分析研究。结果表明,相同传动功率条件下,与减速传动相比,增速传动大轮在齿根啮合区对应的弯曲应力减小,而齿顶啮合区对应的弯曲应力增大,最大增幅达27.8%;增速传动小轮弯曲应力的变化趋势与大轮相反。研究工作为增速传动齿轮的设计和修形及建立面向增速传动齿轮的设计方法提供了重要的理论支撑。