关键词： 齿轮坯   低倍检验   金相检验   断口分析   裂纹缺陷  

摘要： 锻造厂锻造的20CrMnMo齿轮毛坯经超声波探伤检验发现部分齿轮坯内部存在裂纹。对含有缺陷的齿轮坯进行解剖取样,通过低倍检验、金相检验、断口分析以及扫描电镜检验等方法对齿轮坯内部裂纹的产生原因进行分析。结果表明:齿轮坯内部未完全焊合的气泡和聚集成簇分布的夹杂在组织应力和热应力的作用下导致裂纹的产生。

关键词： 特征提取   连续小波变换   椭圆时变滤波   同步压缩小波变换   阶次跟踪  

摘要： 变转速齿轮故障振动信号特别微弱时,同步压缩小波变换(synchrosqueezing wavelet transform,SWT)无转速计阶次分析方法的提取效果不佳。基于此,提出一种连续小波变换的椭圆时变滤波(continuous wavelet transform-elliptic time-varying filtering,CWT-ETVF)与SWT相结合的无转速计阶次跟踪方法,用以提取齿轮时变低频故障特征。将CWT-ETVF与SWT结合对振动故障信号进行瞬时频率估计,以获得参考轴相位;再对原信号进行等角度重采样得到角域平稳信号,并作其阶次谱分析和SWT分解;最后,选取SWT重构分量进行阶次谱分析与阶次包络谱分析,以提取齿轮断齿的时变故障特征。仿真及实验结果验证了该方法在齿轮变转速工况下低频微弱故障特征提取的有效性。

关键词： 行星人字齿轮   相位调谐   振动模式   减振设计  

摘要： 在大功率船舶传动系统中,越来越多地采用行星人字齿轮传动。为了满足现代船舶对传动系统的噪声要求,开展行星人字齿轮传动系统的减振设计不但具有实用价值,而且具有理论意义。针对某舰船动力系统中的行星人字齿轮传动,建立了太阳轮与行星轮之间的动态啮合力的解析表达式,得出了行星人字齿轮系统的太阳轮齿数、行星轮齿数及个数与啮合频率激励引起的振动之间的耦合规律。基于时变啮合刚度激励引起的振动方式与传动系统固有振动模式之间的对应关系,提出了通过合理设计行星人字齿轮传动的基本参数来实现对系统扭转振动进行抑制的相位调谐减振设计方法,并借助数值算例验证了该方法能够抑制中心构件扭转共振。

关键词： 机器学习   加速度传感器   决策树分类   数据分类模型   齿轮箱   机械故障   输出扭矩   电机速度  

摘要： 齿轮箱是用于增加输出扭矩或改变电机速度的机械装置,被广泛应用于如汽车、输送机、风机等机械设备中。在齿轮箱运行过程中,可以通过加速度传感器采集振动信号来判断齿轮箱是否出现异常,传统对数据进行分析的方式耗时大,取而代之的机器学习诊断方式能够有效的诊断其中的问题数据判断机械故障情况。基于此问题,本文提出了基于支持向量机(SVM)、决策树分类和BP神经网络分类的三种分类模型,建立故障数据分类模型,分别进行故障数据的分类和对比,最终得出最好的分类模型。

关键词： 齿轮弯曲疲劳   铸锭状态   升降测定法   Locati测定法  

摘要： 当前,表面硬化齿轮存在多种铸锭工艺状态,开展铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳性能影响研究,对齿轮抗疲劳精益设计和成本控制有十分重要的意义。对模铸锭、连铸坯和电渣锭18CrNiMo7-6渗碳齿轮开展了表面完整性表征测试,研究了不同铸锭状态齿轮的齿根残余应力、表面粗糙度和硬度差异;基于国家标准GB/T 14230—2021《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》,设计了齿轮弯曲疲劳试验方案,对模铸锭、连铸坯和电渣锭18CrNiMo7-6齿轮开展了升降法齿轮弯曲疲劳试验,获取了不同可靠度下的弯曲疲劳极限,探究了铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳极限的影响;对3种工艺状态齿轮开展了Locati快速测定法的齿轮弯曲疲劳极限测试,研究了两种试验方法的弯曲疲劳极限结果差异,为我国齿轮疲劳基础数据建设与抗疲劳主动设计提供参考。

关键词： 谐波齿轮   大变位齿轮   滚齿仿真   齿轮精度   滚刀误差  

摘要： 开展成型滚刀误差引起谐波齿轮大变位柔轮加工误差的仿真计算,定量分析滚刀误差对柔轮几何精度的影响,以更好地控制滚齿精度而提高柔轮的加工质量。建立综合考虑滚刀齿形误差、切削刃螺旋线误差和滚刀径向圆跳动误差的成型滚刀误差模型,进行大变位柔轮滚齿仿真及理论加工误差计算,分析滚刀误差对大变位柔轮齿形误差、基节误差的影响。经研究发现,滚刀切削刃螺旋线误差引起的柔轮齿形误差和基节误差均较大,引起的基节误差值与滚刀切削刃一转内螺旋线误差值大致相同;滚刀齿形误差和径向圆跳动误差对柔轮基节误差影响非常小,滚刀径向圆跳动误差引起的柔轮齿形误差平均值约为滚刀跳动值的40%。

关键词： 海上风电机组   动力学分析   振动   齿轮箱   支撑刚度  

摘要： 以9 MW海上风电机组两级行星一级平行轴齿轮箱为研究对象,采用集中参数法建立其多体动力学模型,研究各级浮动太阳轮和内齿圈的支撑刚度对两级行星轮系均载特性和浮动构件振动特性的影响,基于正交试验法得到支撑刚度对传动轴振动的影响规律并对其进行优化设计。研究结果表明:综合考虑浮动构件的影响,在两级均载系数对支撑刚度敏感的区间内,浮动构件支撑刚度显著影响齿轮箱的振动特性;与仅考虑齿轮箱均载特性相比,优化后齿轮箱整体振动指标降低8.9%。

关键词： 谐波齿轮   三圆弧空间齿廓   啮合力   接触压力   负载啮合性能   有限元模型  

摘要： 为揭示负载工况下谐波齿轮传动的多齿啮合状态,提升负载传动性能,建立三圆弧空间齿廓实体单元谐波齿轮有限元模型。定义柔轮与波发生器、齿面间的面-面接触关系,对刚轮施加逐步增大的转角位移,模拟空载、额定转矩至瞬间容许最大转矩时齿面的啮合状态,提取轮齿啮合力和齿面接触压力大小及分布;分析不同工况下轮齿啮合力周向分布和齿面接触压力的变化规律,评估柔轮齿向修形的三圆弧空间齿廓谐波齿轮的负载啮合性能。结果表明:三圆弧空间齿廓在波发生器的长轴区设置最小初始侧隙,形成的凸-凹啮合区可以以更低的接触压力承载更大的负载转矩;利用齿向修形设置从中截面向后截面逐渐增大的初始侧隙有利于形成轴向更宽的齿面接触区;随负载增大,最大啮合力向长轴右侧偏移,右侧啮合力增幅快,呈平台分布;最大接触压力沿周向呈3个峰值分布,且最大值发生在有波发生器径向支撑的中截面,可有效增加负载刚度,提升承载能力。

关键词： 螺旋锥齿轮   喷丸强化   残余应力   离散元方法   有限元方法  

摘要： 喷丸加工诱导零件表面产生残余压应力场以提高零件疲劳寿命,是螺旋锥齿轮的关键强化工艺。为准确计算喷丸后齿面残余应力场,基于离散元与有限元耦合的方法提出一种螺旋锥齿轮喷丸工艺计算仿真模型。模型计算结果与试验结果误差在10%以内,表明模型可准确预测齿面残余应力分布。基于该模型,以AISI 9310材料螺旋锥齿轮为研究对象,探讨了喷丸工艺参数与残余应力场特征参数的关联规律。研究发现,本文所用工艺参数加工:(1)喷丸工艺主要影响轮齿表层50μm内的残余应力场;(2)喷丸覆盖率为200%时,弹丸直径和速度的改变,对表面残余压应力影响较小;(3)当弹丸速度和直径提高时,靶板表层最大残余压应力值和最大残余压应力深度都得到明显提高,其中最大残余压应力值可提高到–1251.5 MPa,最大残余压应力深度可提高到40μm。本文建立的残余应力计算模型为螺旋锥齿轮的喷丸工艺参数优选提供了计算工具与方法,把依赖试错迭代的工艺方法上升到可计算、可预测的层面。

关键词： 齿轮   花键   参数化建模  

摘要： 通过研究国内外齿轮、花键标准,基于某型发动机齿轮轴实物,逆向反求其齿轮和花键参数,给出了具体的UG参数化建模方法,进行了3D打印验证,结果验证了该方法的通用性和高效性。