关键词： 飞秒激光   三温耦合   能量累积   凹坑形貌   粗糙度  

摘要： 针对材质为18Cr2Ni4WA的面齿轮,采用飞秒脉冲激光烧蚀来提高其表面质量。建立电子-自旋-晶格三温复耦合模型,预测分析面齿轮材料电子、自旋和晶格单脉冲能量效应下的温度变化过程;结合多脉冲能量累积效应,进行面齿轮材料在激光能量密度为1.035~5.252 J/cm^(2)下烧蚀凹坑直径和深度演变规律的预测与实验分析。研究结果表明:脉冲数的增加并不会持续增大面齿轮表面的平衡温度,基本在30个脉冲时就保持不变;能量密度的增加会使烧蚀凹坑直径和深度持续变大,但变大的速率会持续降低;烧蚀凹坑形貌在能量密度为2.467 J/cm^(2)时最好;过大的扫描道间距会使被加工表面粗糙度值增加,扫描道间距为25μm时粗糙度值最低为0.185μm。

关键词： 面齿轮   接触应力   缺陷   有限元  

摘要： 以直升机传动系统面齿轮作为研究对象,采用UG和Catia软件建立含球型缺陷的面齿轮实体模型,采用有限元加载接触分析(Loading Tooth Contact Analysis,LTCA)方法,得到了缺陷在齿面不同位置时齿面的接触应力、最大接触应力点的位置以及最大接触应力值在不同位置的分布规律。结果表明,点蚀缺陷的出现可使齿面最大接触应力增加约21%,缺陷靠近接触轨迹线内侧和齿顶时,缺陷附近的最大接触应力大于其他位置,最大接触应力点出现在坑洞的中部或上部且随接触轨迹线左右分布,缺陷附近的最大接触应力随缺陷半径增加而逐渐变大,缺陷深度对接触应力的影响较小。

关键词： 齿轮流量计   压差控制   零压差测量  

摘要： 针对传统齿轮流量计由于压差导致的泄漏及磨损问题,设计一套零压差、高精度的齿轮流量计流量测量系统。基于LVDT信号处理芯片AD698以及STM32F407VGT6型微控制器,完成LVDT信号处理、电源转换、电机驱动、通信接口等硬件电路设计,基于数字PID,开发电机转速跟随流量流速的控制算法及流量测量软件,搭建实现零压差测量的高精度流量测量平台。结果表明:具有压差反馈与控制功能的测量系统能有效调节进出口之间的压差,实现零压差测量,降低了流量计的内部泄漏,具有较高的测量精度。相对误差保持在0.5%以内,能够满足高精度流量测量要求。

关键词： 齿轮   齿条   运动精度   定位精度   反向差值  

摘要： 齿轮齿条传动可以实现较高精度、较长行程的直线运动。针对齿轮、齿条以及相关结构的加工和装配精度对运动精度的影响进行分析。以某典型齿轮齿条传动方案为例,给出可实现运动精度指标的选型和计算过程,为同类直线传动系统的设计提供参考。

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。