关键词： 弧齿锥齿轮   设计参数   优化  

摘要： 随着弧齿锥齿轮的加工技术逐渐成熟,弧齿锥齿轮在钻井行业应用得也越来越广泛。针对原来钻机中变速、分动箱体及转盘等部件因为采用直齿锥齿轮而产生的噪音大、承载能力低,传动不平稳等现象,现在越来越多的生产厂家逐步用弧齿锥齿轮来替代,对提高钻机的效率使用寿命,改善工作环境等具有重要的意义。本文结合实际加工和工地施工情况,通过理论设计对变速箱锥齿轮进行了优化。

关键词： 齿轮马达   齿轮副   脉动系数   输入压力   带载转矩   输出转速  

摘要： 针对齿轮马达输出引起的脉动问题,基于输入压力与带载转矩的耦合机理以及刚体定轴转动定律和脉动转速下的角加速,建立了一个齿轮副与负载物的带载转矩模型和一个输入压力的动态计算模型.研究表明:在固定输入压力下,齿数越少,计算所得的马达转速的脉动误差越大;输出转速由输入流量决定;输出转速的周期性变化会使负载物产生较大的惯性转矩;增大背压和适当减小输出轴直径,有利于减小齿轮马达的惯性转矩和输入压力产生的脉动;齿轮副为小侧隙时比为大侧隙时能更有效地减小齿轮马达的转速、转矩和输入压力所产生的脉动;使用同尺寸齿轮副的泵和马达,可以降低负载物的高惯性转矩.该研究结果可为提高齿轮马达的工作质量和设计提供参考.

关键词： 谐波齿轮   大变位柔轮   滚齿仿真   齿面偏差   滚刀设计  

摘要： 基于滚齿仿真计算研究大变位柔轮成形机制,分析其齿面理论加工误差值及产生原因,重新设计滚刀以提高大变位柔轮滚齿精度。建立滚刀系列切削刃参数方程,根据滚刀与工件的几何参数及加工参数确定滚刀与工件相互位置和空间运动关系,进行滚齿切削仿真;根据滚刀多刃切削的成形特点,建立齿面理论加工误差评价模型,对滚齿误差进行仿真计算;基于滚齿加工时滚刀与齿轮法向基节相等原理,重新设计滚刀以减小滚齿齿面偏差。研究发现,标准滚刀加工齿数较多的大变位柔轮时,会因滚刀切削刃数不足而在齿顶处出现欠切削,致使加工误差大;模数、压力角不同于标准滚刀的新滚刀仅需较少切削刃即可实现大变位柔轮的完全切削,且齿面加工误差比标准滚刀完全切削齿面时产生的加工误差略小。研究结果可为大变位柔轮滚齿精度控制研究及滚刀参数选择等提供重要参考。

关键词： 风电机组齿轮箱   状态监测   正则化互信息   有规则采样   集成KNN回归算法  

摘要： 风电机组齿轮箱是容易发生故障的重要部件,维修费用高昂,因此有必要对其进行实时状态监测。针对集成K近邻(KNN)算法对随机采样不敏感的问题,提出了一种基于规则采样的改进集成KNN模型。首先利用距离相关系数进行变量选择,然后基于正则化互信息对变量进行排序,将其用于规则采样,构造子训练集,最后基于统计过程控制方法设置预警阈值对实时残差进行分析,根据健康度曲线对风电机组齿轮箱健康度进行监测,并利用某风电机组实际数据对所提方法进行验证。结果表明:所提方法显著提升了模型估计精度,该模型优于常规集成KNN模型,可以实现齿轮箱的早期故障预警。

关键词： 齿轮箱   微观缩松   代表体积单元法   力学性能   疲劳强度  

摘要： 微观缩松是铝合金齿轮箱箱体中常见的缺陷之一,对齿轮箱的安全服役带来不利的影响。基于三维代表体积单元法建立微观缩松有限元模型,研究微观缩松对铝合金材料弹性模量、屈服强度和疲劳强度的影响规律。通过显微分析测得箱体中一典型缩松缺陷的孔隙率,结合缩松缺陷区域的材料力学性能完成箱体的局部疲劳强度评估。结果表明:随着铝合金缩松区域孔隙率的增加,AlSi7Mg材料的等效弹性模量、屈服强度和疲劳强度都显著降低,当孔隙率为10%时,材料屈服强度由195.5 MPa下降至157.0 MPa,铝合金箱体的局部疲劳安全系数下降15.6%。

关键词： 齿轮钢18CrNiMo7-6   热变形   Zener-Hollomon参数   热激活能   本构方程  

摘要： 通过Gleeble-2000D热/力模拟试验机对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6进行了热压缩试验,研究了试验钢在变形温度为900~1100℃、应变速率为0.01、0.1、1和10 s^(-1)下的热塑性,计算了热变形激活能,并构建了峰值应力的本构方程。结果表明,试验钢的应力-应变曲线具有典型的动态再结晶特征,动态再结晶为主要的软化机制;在相同应变速率下,变形温度越高,热塑性越好,动态再结晶是一个热激活过程;通过Thermo-calc热力学软件计算得到,试验钢中主要存在的碳化物为M_(23)C_(6)和NbC,其中NbC的全固溶温度达到1180℃,Nb主要以NbC析出相为主,NbC在不同变形温度下的析出含量分别为0.0343%、0.0322%、0.0289%、0.0236%及0.0156%;采用Arrhenius双曲正弦函数建立了试验钢的峰值应力本构方程,确定了热变形激活能为Q=344.55 kJ/mol,模型预测出的峰值应力与实测峰值应力平均误差1.5%。

关键词： 圆弧齿轮泵   滑动轴承   高速高压   计算流体动力学   油膜特性  

摘要： 以用于补偿高速高压圆弧齿轮泵不平衡径向力的滑动轴承为研究对象,在对其进行理论建模和分析的基础上,利用计算流体动力学软件Fluent分析相同工况下不同初始油膜厚度、进油口直径、进油口角度、轴向封油边宽度、油腔深度等结构参数对滑动轴承油膜特性的影响,并在此基础上对轴承结构参数进行了优化,最后通过实验进行验证。研究结果表明:初始油膜厚度和进油口角度对轴承温升影响显著,初始油膜厚度或进油口角度的增加使滑动轴承温升明显减小;轴向封油边的增加使轴承承载面增大,轴承承载力和温升也随之增大;进油口直径取1.7 mm和静压槽深度取1 mm时,使轴承温升达到最低;在负载压力15 MPa、转速6000 r/min工况下,与安装未优化滑动轴承的齿轮泵相比,安装优化后滑动轴承的齿轮泵温度降低5℃。

关键词： 齿轮范成   混合教学   微课   问题引导  

摘要： 针对齿轮范成原理实验采用课堂集中讲授的传统教学模式存在课堂学时不够和教学效果不理想的问题,进行了该实验的混合教学模式设计与研究,通过线上微课视频与师生互动让学生在课前预习时建立对实验的感性认识,通过线下问题引导与知识总结使学生在课堂教学中加深对基本概念的理解。实践表明该混合教学模式不仅大大提高了课堂授课效率,使学生能按时高质量完成实验任务,而且促进了学生对目标知识点的掌握,教学效果得到明显改善。

关键词： 弧齿锥齿轮   固有振动特性   裂纹  

摘要： 弧齿锥齿轮广泛应用于航空、船舶、汽车等高速超载条件下,因此弧齿锥齿轮故障往往会导致严重事故。为了提高弧齿锥齿轮的可靠性和传动质量,有必要分析和研究齿轮的接触特性。如果弧齿锥齿轮及其系统出现故障,将严重影响机械系统的安全性和可靠性。锥形齿轮故障最严重的后果是弧齿锥齿轮破裂。除了极少数情况下,在设备负载不稳定、工作条件差、由于材料严重缺陷或齿轮瞬时严重过载而突然损坏牙齿时,由于齿轮制造,通常会在正常工作条件下留下牙根表面的小裂缝,由于裂纹对性能、动态反应、动态载荷等的形成和传递有显著影响,所以可以通过裂纹来监督,本文就弧齿锥齿轮固有振动特性展开研究。

关键词： 齿轮轴   内氧化   材料脆化   沿晶裂纹  

摘要： 针对减速机齿轮轴发生断齿现象,进行了化学成分分析,利用金相分析技术研究了齿轮轴内部微观组织结构以及产生缺陷的原因,采用扫描电镜观察断口形貌特征,以及通过硬度计算方法计算了齿部的硬化层深度,并对齿顶渗碳淬火硬化层进行了数学校验。结果表明,由于齿轮在淬火加热时温度过高,导致齿轮内部出现粗大马氏体及网状碳化物,齿面存在严重的内氧化现象致使齿部材料脆化,进而出现沿晶裂纹和掉块,并且在齿轮轴存在安装偏载且硬度偏低的协同作用下发生断齿现象。