关键词： 激光冲击强化   有限元法   残余应力   多点冲击  

摘要： 对于齿轮类航空发动机附件传动系统零件,复杂的工作环境对齿轮表面抗疲劳和耐磨性能提出更高要求。激光冲击强化技术通过使材料表面发生剧烈塑性变形,引入残余压应力,同时提升表面硬度。均匀的残余应力场和表面硬度分布对提升零件疲劳寿命和耐磨性尤为重要,因此,如何获得均匀的残余压应力场和硬度分布,是激光冲击强化工艺研究的一个重要方面。本工作提出一种4层搭接激光冲击强化加工路径方案,采用有限元数值模拟和实验相结合方法,分析激光冲击强化后残余应力和显微硬度力学性能参数的特征。采用有限元数值模拟方法,对多点冲击9310齿轮钢材料的残余应力空间分布均匀性进行研究。采用实验方法,分析激光能量和冲击次数对9310齿轮钢材料残余应力和显微硬度的影响。结果表明,4层搭接激光冲击强化加工路径方案,能够获得较均匀的表面残余压应力场;随着激光能量和冲击次数增加,表面残余应力和显微硬度也随之增大,但增加幅度会减少,表现出一定饱和趋势。

关键词： 点线啮合齿轮   齿廓修形   有限元分析   接触应力   传动误差  

摘要： 点线啮合齿轮兼顾点接触与线接触双重优点,接触强度大、传动效率高、使用寿命长。齿廓修形是减少齿轮传动过程振动、噪声以及提高寿命的主要方法。针对煤矿机械在大载荷、强冲击等恶劣工况下齿轮啮合性能势必变差的问题,提出了一种矿用点线啮合齿轮齿廓修形方法。首先,基于空间啮合理论推导点线啮合齿轮齿面方程,根据点线啮合齿轮齿廓特性提出主动轮齿廓抛物线修形方法,并构建点线啮合齿轮三维模型;结合Abaqus单齿静力学模型,从最大接触应力和接触线长确定最佳修形量和修形高度;借助四齿模型分析点线啮合齿轮修形前后齿面接触应力、接触线长和传递误差变化规律。结果表明:提出的修形方法使得齿面接触应力由1 066 MPa减小至621.8 MPa,降低了41.67%;传动误差由-0.004 58 rad减小至-0.002 55 rad,降低了44.32%,明显改善齿轮接触和传动平稳性,为点线啮合齿轮三维修形及降噪延寿研究提供了指导。

关键词： 轧机   齿轮减速机   故障诊断   特征频率  

摘要： 针对某钢铁带钢轧制产线的酸轧机架减速机的设备状态监测与故障诊断,采取采集设备振动信号,对齿轮减速机特征频率进行提取,采用频谱分析和包络分析等分析方法,实现对设备的状态判断与故障诊断,避免了产线非计划的故障停机及不必要的损失,为钢铁行业类似轧制设备的状态监测提供借鉴。

关键词： 重型齿轮   静态分析   瞬态分析   材料与遗传算法多目标优化   有限元  

摘要： 文章以某重型齿轮为研究对象进行有限元分析,并在此基础上对原设计齿轮进行遗传算法多目标优化,改善齿轮对变形及受力情况。结果表明重型齿轮主要失效区域为齿轮啮合部分,该部分往往是最大变形与最大受力位置。在进行多目标优化后,可减少变形量0.00016 m,降低应力值1622.544 MPa,减轻齿轮对体积488.9215 e ^(4)mm^(3),由此可知文章多目标优化方法对降低重型齿轮变形量、应力以及减轻体积效果较为显著。

关键词： 航空齿轮   滚磨光整   离散元法   表面形貌   残余应力  

摘要： 【目的】航空齿轮通常工作在高温、高速、重载等极端环境下,需具备优异的综合性能,表面完整性参数对齿轮疲劳性能有着决定性的影响。滚磨加工是一种利用磨料的机械作用提高工件表面完整性的光整工艺。为改善航空齿轮的表面完整性、提高疲劳寿命,有必要探究齿轮滚磨光整加工中齿面与磨粒接触界面的作用行为。【方法】基于离散元方法建立了航空齿轮滚磨光整仿真模型,分析了滚磨齿面材料去除情况;建立齿面三维粗糙度Sa值预测模型,设计14CrMnSiNi2MoA航空圆柱直齿轮的滚磨光整加工试验,分析了航空齿轮滚磨光整前后表面形貌和残余应力随时间的演变规律。【结果】研究结果表明:滚磨光整加工显著降低了航空齿轮表面粗糙度,并提高了表面残余压应力,但齿面各个位置的滚磨加工效果不均匀,其磨料对齿面的作用强度呈现出近齿顶>节圆处>近齿根规律。

关键词： 面齿轮   蜗杆砂轮磨削   误差分析   误差分离   误差补偿  

摘要： 为了提高面齿轮的磨削加工精度,提出一种齿面误差补偿方法。基于普通蜗杆砂轮磨齿机的机械结构,分析其磨削原理,规划砂轮磨削运动轨迹,并分别建立含刀具同轴度误差和工件平面度误差的面齿轮齿面模型,分析各自对齿面误差的影响规律;提出一种基于自适应完备集合经验模态分解的随机误差分离方法,消除齿面测量结果中的随机误差;研究齿面误差分布情况,分析可能造成误差的原因,并依据齿面误差影响规律对机床参数进行修正,以实现误差补偿。最后完成磨齿和测量,结果表明齿面最大法向误差减小79.8%,最大齿形和齿向误差分别减小67.6%和72.4%,齿面精度提高显著。

关键词： 弧齿锥齿轮   渗碳-啮合耦合效应   热处理变形   半解析预测方法  

摘要： 对传统的齿轮热处理研究大多基于商业软件进行,其求解精度高,但耗时较长,为此,提出一种兼顾精度与效率的新的用于预测渗碳-啮合耦合效应对齿面热处理变形影响的半解析预测方法。将数值加载接触分析(NLTCA)与齿面渗碳相结合,确定机床加工参数与齿面热处理变形之间的半解析泛函关系;采用线性规划方法对瞬时椭圆接触中心的渗碳-啮合耦合效应进行求解,并通过Newton-Raphson迭代法预测考虑渗碳-啮合耦合效应的整个齿面的热处理变形。以航空航天领域中应用的非正交弧齿锥齿轮为例,验证耦合效应对热处理变形的影响。研究结果表明:所提出的半解析预测方法能够高效精确地求解齿面热处理变形,这可为具有高精度、高效率和高性能要求的弧齿锥齿轮制造提供参考。

关键词： 20CrMnTi   大齿轮   磨削裂纹   二次淬火隐针马氏体  

摘要： 20CrMnTi钢制大齿轮在装机过程中发现第12齿齿面裂纹,为确定裂纹产生的原因,对渗碳淬火大齿轮进行了化学成分检验、非金属夹杂物检测、硬度检验及金相检验等。结果表明:表面磨削时产生了过多的磨削热,使齿面温度升到奥氏体转变区间,在切削液的冷却作用下,齿面表层转变为二次淬火隐针马氏体区,表面发生了磨削淬火烧伤,组织应力增大,导致裂纹的产生。引起磨削烧伤及裂纹的原因是磨齿工序中磨削参数不合理,在此基础上改进工艺参数可避免磨削后齿面出现裂纹。

关键词： 漂浮式风机   行星齿轮传动   装配误差   均载特性  

摘要： 【目的】综合考虑漂浮式风机传动链紧凑型结构特征与内外部激励,以6.2 MW漂浮式风机传动链为研究对象,建立紧凑型传动链刚柔耦合非线性多体动力学模型。【方法】研究基础运动对漂浮式风机行星齿轮传动系统均载特性的影响,揭示部件装配误差、主轴长度与轴承位置对漂浮式风机行星齿轮传动系统均载特性的影响规律,为漂浮式风机传动链承载能力提升提供支撑。【结果】结果表明,基础运动与环境载荷的非线性耦合对行星传动系统的均载性能产生负面影响,且该影响随风速的增加而加剧。研究发现,随着各部件误差的增大,行星传动系统的均载系数单调递增。具体而言,不同部件装配误差对均载特性的影响程度从大到小依次为行星轮、太阳轮、行星架和内齿圈。此外,随着主轴长度及支撑点与轮毂间距离的增加,行星传动系统的承载能力随之提升。

关键词： 斜齿轮泵   高速工况   振动特性   增强型完全集合经验模态分解(ICEEMDAN)算法  

摘要： 针对双圆弧斜齿轮泵高速工况下引起的振动问题,以过渡曲线为正弦曲线的双圆弧斜齿轮泵为研究对象,搭建液压工作站,以转速与压力负载为变量,采集不同转速与压力负载下泵的进油口、出油口与泵体上侧的振动信号,然后对数据进行时、频域分析。在此基础上,基于增强型完全集合经验模态分解(ICEEMDAN)算法对数据进行特征提取,通过模糊熵与峭度构建的综合指标选取内在模态函数分量(IMF)进行分析,得到双圆弧斜齿轮泵在不同转速和压力负载工况下的振动特性。结果表明:在所测工况下,出油口区域的振动幅度普遍高于进油口和泵体上侧区域,而且压力负载对泵的振动分布具有一定影响;在恒定压力负载下,泵的振动幅值随转速的提高而增加,且这种增长随转速的提高而加剧;在恒定转速下,泵的振动幅度整体趋势随着压力负载的增加而上升,但在特定压力负载点出现下降。