关键词： 可展直纹面   修形   面齿轮   有限元方法   承载特性  

摘要： 为了研究可展直纹面面齿轮的承载接触特性,从而说明其与传统齿面的差异,建立了正交直齿面齿轮的可展直纹面表达式,因其相对传统齿面的偏差为微观量,为满足局部共轭条件,对该直纹面进行了双向修形,并令其与标准渐开线圆柱齿轮啮合;基于齿面接触分析和有限元承载接触分析,对比研究了两种传动比的修形直纹面和传统齿面的主曲率、几何(空载)接触特性、承载接触特性,结果表明:传动比较大时该直纹面与传统齿面具有几乎相同的几何特征与承载特性,传动比较小时边缘接触使得接触和弯曲应力大幅增加。因此,传动比较大时可展直纹面可替代传统齿面,提高其可加工性;将所提有限元法获得的传统齿面结果与文献实验结果进行了对比,结果表明:齿面接触应力、面齿轮齿根弯曲应力、圆柱齿轮齿根弯曲应力误差率分别为2.17%、12.33%、3.97%,满足计算精度要求,证明了所提计算方法的可靠性。

关键词： 时变啮合刚度   齿根裂纹   齿廓磨损   动力学模型   动态响应  

摘要： 针对齿轮系统中同时出现裂纹与磨损故障时实现复合故障诊断较为困难的问题,提出了考虑齿廓磨损和齿根裂纹故障的齿轮传动系统动态特性分析模型。首先,基于Archard公式,建立齿轮传动系统磨损数值仿真模型,求解不同磨损周期下的齿廓磨损量;然后,通过势能法建立裂纹及磨损作用下的单齿啮合刚度计算模型,在双齿接触区考虑啮合齿对磨损量间的关系,结合变形协调,建立双齿啮合刚度计算模型;最后,采用集中质量法建立齿轮系统4自由度动力学模型,以含故障的时变啮合刚度为输入,使用Newmark-β法对动态响应进行求解,获得不同程度裂纹与磨损作用下的齿轮动态特性。实验结果表明:该模型能够较好反应复合故障中磨损与裂纹特征;与未考虑磨损后双齿区实际变形的裂纹与磨损复合故障模型相比,该复合故障模型双齿区刚度计算准确性提高了约22%,所提模型可为含磨损与裂纹的齿轮传动系统故障诊断提供有效的动力学补充。

关键词： 干摩擦   斜齿轮   粘着磨损   啮合特性  

摘要： 根据渐开线斜齿轮传动啮合特点,将其等效为一对反向圆锥滚子接触,基于Archard磨损计算公式建立其在干摩擦状态下的准静态齿面粘着磨损计算模型,对其齿面磨损特性进行数值仿真,并在此基础上进一步分析齿宽、螺旋角、转矩以及载荷循环次数等参数变化对齿面累积磨损深度的影响。结果表明:干摩擦状态下,斜齿轮传动系统中主动轮齿面磨损深度大于从动轮,最大齿面磨损深度出现在主动轮齿根啮合位置;转矩、齿宽与载荷循环次数变化对齿面磨损分布影响较大,螺旋角变化对齿面磨损分布影响较小。

关键词： 冶金机械   齿轮传动装置   改造  

摘要： 钢铁企业纷纷转向开发高端产品,对于冶金机械齿轮传动装置设备的稳定性、强度、精度、设备寿命等均提出了更高要求。结合具体需求,对齿轮传动装置设备进行改造。

关键词： 电机电流特征分析(MCSA)   齿轮传动系统   故障检测仪  

摘要： 基于电机电流特征分析(Motor Current Signature Analysis,MCSA)的齿轮故障诊断技术,以电机定子电流为切入点,可以检测机器以及电机中的机械故障和电气异常,对系统不会造成任何干扰。同时,基于单片机构进行故障检测设计,结合频段和功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)数据判断齿轮故障。

关键词： 淬火工艺   18Cr2Ni4WA齿轮   变形   模拟研究  

摘要： 采用有限元模拟软件，对18Cr2Ni4WA弧形齿轮热处理后的气淬和油淬过程进行了模拟，通过分析应力场、位移量和齿轮端面特征点的几何尺寸跳动，探索不同淬火方式对18Cr2Ni4WA弧形齿轮尺寸稳定性的影响。结果表明，气淬的应力场显示，在气淬初始的38 s时，弧形齿轮的齿顶部位残余压应力达到72.3 MPa左右，而油淬5 s时，弧形齿轮的齿顶部位的残余压应力达到100 MPa，气淬处理的应力变化速率明显小于油淬的。位移量和齿轮端面尺寸跳动结果显示，气淬和油淬的齿轮跳动都是以垂直于齿轮底盘方向的z轴跳动为主，且齿顶跳动最大，其中气淬后齿顶跳动最大值沿x、y、z方向分别为-0.2245、0.0989和-0.3428 mm，而油淬后齿轮跳动最大值沿x、y、z方向分别为-0.1696、0.5641和0.5641 mm，其波动幅度明显大于气淬的。综合比较，可以得到气淬工艺略优于油淬工艺。

关键词： 嵌入式   齿轮故障识别   双向门控网络   注意力机制  

摘要： 提出一种基于注意力机制(Attention Mechanism,AM)的双向门控循环神经网络模型的齿轮故障识别系统。使用基于STM32的嵌入式主控制器分别采集正常齿轮、断齿齿轮、轮齿剥落齿轮等3种故障齿轮工作时的振动传感器数据,使用基于注意力机制的双向门控循环单元网络模型进行齿轮故障识别。双向门控循环神经网络模型添加了注意力机制,保留输入特征的重要信息,不随步长增加而消失。将采集到的原始数据集按7∶2∶1的比例划分为训练集、验证集和测试集。测试集模型的齿轮故障识别准确率达到了99.67%,与GRU和Bi-GRU等模型的结果对比证明该模型的正确率更高。本系统可用于汽车变速器的监测与故障诊断。

关键词： 渗碳齿轮   航空润滑油   齿轮胶合试验   威布尔分布   数据管理系统  

摘要： 针对常规浸油润滑齿轮胶合试验不能真实反映齿轮喷油润滑实际运行环境的问题,参考FZG A/8.3/90齿轮胶合承载能力试验方法,使用喷油润滑齿轮疲劳试验台,开展了4106航空润滑油喷油润滑条件下的18CrNiMo7-6渗碳钢制齿轮在磨削和喷丸工艺下的胶合性能试验;并基于两参数威布尔分布理论,实现了不同可靠度下的齿轮胶合性能评价。进一步,基于Python语言和轻量化数据库SQLite开发了齿轮胶合试验数据管理系统,以实现胶合试验数据的有效管理和高效利用。研究表明,同样工况和工艺条件下,齿轮胶合失效的临界FZG载荷级存在2~3级的分散性;基于GB/Z 6413.1—2003闪温法发现,在4106航空润滑油喷油润滑条件下,对于50%、90%、99%可靠度,喷丸工艺状态的齿轮胶合温度分别为212.55℃、183.22℃、152.24℃,相比磨削工艺状态分别提升了1.51%、7.31%、14.99%;开发的数据管理系统实现了胶合试验数据流程管理,通过系统中的两参数威布尔分布拟合功能,可获取不同可靠度下齿轮胶合温度,为评估齿轮胶合承载能力提供了高效工具。

关键词： 高度变位齿轮   UG(CAD)建模   传动计算   有限元  

摘要： 基于UG(CAD)三维建模环境实现高度变位圆柱直齿轮的参数化建模;基于赫兹公式计算出该啮合齿轮的最大理论接触应力值;基于Ansys Workbench软件对三维模型进行瞬态动力学分析,得到了齿轮啮合的接触应力图和位移云图。将理论计算值与动力学仿真结果作对比,得出二者结果相近,可见UG(CAD)参数化建模可以满足高度变位圆柱直齿轮的应力特性要求。

关键词： 42CrMoA   船用高负荷齿轮   激光合金化   齿面改性  

摘要： 为了提高船用高负荷齿轮机械性能,对船用高负荷齿轮材料(42CrMoA)进行激光合金化强化处理,并对处理后的样件进行显微组织分析以及对HXD-1000TMJC型数字式显微硬度计进行硬度检测,探究激光合金化处理参数,如粉层厚度、激光输出功率、扫描速度和离焦量以及合金粉末成分对性能的影响。结果表明:以42CrMoA材料为基体的齿轮,经过激光合金化强化处理后其强化层由合金化层和淬硬层组成,强化层总深度1.1 mm;随着合金粉层厚度的增加,淬硬层中马氏体质量分数减少,晶粒变得更加粗大;扫描速度的增加会导致强化层深度减小;离焦量减小会使光斑直径逐步缩小,强化层的宽度也随之显著缩小,合金粉末优化后,显微组织显著细化,硬质颗粒密度增大。