关键词： 车用减速器   振动响应   遗传算法   微观修形   Romax软件  

摘要： 车用减速器不仅可以起到减速增扭的作用,还能保障传动的平稳性。文章首先利用Romax软件搭建了电动汽车三级减速器的刚柔耦合模型,系统分析了一级减速齿轮副的传递误差、齿面单位长度载荷以及系统轴承座处的振动响应,获取了该一级减速齿轮副的振动特性。其次以最小化传递误差峰值和齿面最大单位长度载荷为优化目标,采用遗传算法对齿轮的微观修形参数进行优化求解。最后基于寻优后的微观修形参数进行减速器一级齿轮副传动平稳性分析。结果表明,经过齿轮微观修形后,一级减速齿轮副传递误差峰值降低32.9%,最大单位长度载荷降低9.7%,输入轴轴承处振动加速度峰值降低17.3%,有效降低了齿轮副的传动激励,为后续的噪声、振动及声振粗糙度(NVH)研究提供了基础。

关键词： 人字齿轮   不对中误差   接触应力   应力偏载系数  

摘要： 【目的】在加工制造人字齿轮过程中不可避免地会存在双侧轮齿不对中的情况,这可能会引起齿轮双侧轮齿载荷差异过大,甚至是单侧承载的状况,导致齿轮过早失效。为改善这一现象,研究了不对中误差对齿轮双侧应力差异性的影响。【方法】通过理论推导,得到了啮合刚度、不对中误差及转矩变化与应力偏载系数之间的关系;基于计及不对中误差的有限元仿真模型,分别计算了不对中误差、啮合刚度和转矩对人字齿轮双侧齿根拉应力、压应力和应力偏载系数的影响,分析了双侧轮齿接触应力分布情况,确定了单侧啮合和双侧啮合的区间,验证了理论分析的正确性。【结果】仿真结果表明,除了提高加工精度外,增大系统转矩、减小啮合刚度与增加齿轮轴轴向柔性,都是减小人字齿轮双侧应力偏载差异的有效方式。

关键词： 非线性   特征交叉   转移熵   因子分解机   状态监测  

摘要： 针对风电机组监控与数据采集(SCADA)数据间存在的非线性关联问题,引入特征交叉机制并进行改进,将其应用于风电机组齿轮箱状态监测领域。首先,提出一种两阶段交叉特征选择方法,该方法综合考虑了变量间的因果性、相关性及数据分布差异,以筛选具有强隐藏关联且低冗余度的特征进行交叉;其次,对因子分解机进行改进,仅将交叉特征组内的基准变量与其余变量进行交叉,在生成合理交叉特征的同时显著缩短了生成时间;最后,将改进特征交叉算法用于某风电场齿轮箱状态监测任务中。结果表明:所提方法与五种模型相结合均能取得优异效果,显著提升了模型监测性能。

关键词： 地铁齿轮箱   断齿故障   动态响应   振动试验  

摘要： 地铁牵引齿轮箱是车辆转矩传递的关键零部件,其一旦发生故障将直接影响列车的运行安全。因此,结合动力学仿真和振动试验,对地铁齿轮箱的断齿故障振动特性进行了研究。首先,根据地铁齿轮箱各部件间的动力学关联及其约束特征,通过冲击函数法、库仑摩擦模型、轴承建模、箱体柔性体和齿轮系统动力学理论,建立了地铁齿轮箱刚柔耦合断齿故障动力学模型,研究了不同断齿故障类型下齿轮箱的动态响应,分析了工况参数对断齿振动特性的影响。其次,通过振动试验,获得了齿轮箱正常和断齿故障状态下的动态响应,对动力学仿真模型的准确性进行了验证。结果表明,刚柔耦合动力学模型可有效计算齿轮箱不同运行状态的加速度响应,为齿轮箱的断齿故障预测和识别提供诊断依据。

关键词： 直齿锥齿轮   8字啮合   球面渐开线   弯曲应力   接触应力  

摘要： 【目的】为验证8字啮合锥齿轮在加工及啮合性能上的优势,将其与球面渐开线锥齿轮进行了对比研究。【方法】首先,借助空间渐开线展成理论和坐标变换,建立了球面渐开线锥齿轮的齿面方程,通过平面冠状产形轮展成8字啮合锥齿轮齿面模型;其次,根据过渡曲面与工作齿面、齿根面的连续相切条件,采用Hermite插值法构建了齿根过渡曲面模型;最后,借助齿面Ease-off法、齿面接触分析和有限元方法,分析了两种锥齿轮的齿面偏差、齿面印痕和轮齿强度。【结果】结果表明,采用平面冠状产形轮加工的8字啮合锥齿轮与球面渐开线的工作齿面基本接近;但靠近齿根变厚,靠近齿顶变薄,且变化量与模数、压力角成近似线性关系,两种均是线接触形态。有限元计算结果显示,齿根弯曲强度提高了6.24%;避免了轻载下齿顶边缘接触的发生。

关键词： 弧齿锥齿轮   ISO计算标准   齿根弯曲应力   有限元分析  

摘要： 弧齿锥齿轮弯曲强度计算复杂,准确评价难度极大。针对ISO 10300标准B1和B2这2种不同计算方法,从2种方法的计算原理出发,对比了2种方法关于齿根弯曲应力及许用弯曲应力计算涉及各参数的选取方法以及数值的选用原则,分析了2种计算方法中各参数取值对齿根弯曲应力计算的影响规律。通过若干组设计样本计算,对比了2种方法计算出的齿根弯曲应力数值。利用有限元分析对计算结果进行了验证。结果表明,由于所用修正系数种类及取值不同,2种方法计算得到的弯曲强度评价结果存在一定的差异,B1方法对齿根弯曲强度评价更保守,齿根弯曲应力比B2方法约小5%;ISO计算标准尽管考虑了多齿载荷分担,但忽略了其综合作用对齿根弯曲应力的影响,导致与有限元计算结果有差异,B1方法与有限元计算结果更接近,误差约为6%。

关键词： TC18钛合金   航空齿轮传动   流-热-固多场数值模拟   纳米压痕技术   Voronoi法多晶体重构  

摘要： 【目的】为了真实地模拟出实际工况下轮齿啮合状态,揭示齿轮在实际工况下的啮合传动机制,基于多相流模型与动网格方法建立齿轮啮合过程流场模型。【方法】对流场模型进行计算求解,并将计算结果作为钛合金齿轮的热-固耦合分析的油液压力、齿面温度、对流换热系数等的初始计算参量;利用纳米压痕技术,引入齿轮内部晶粒各向异性分布信息;基于Voronoi方法及Python二次开发软件建立齿轮流-热-固多场微晶模型,计算了齿轮传动过程中的流场、温度场、应力场,并对比分析了传统均质有限元模型与微晶非均质有限元模型在齿面最大接触应力、温度峰值上的差异。【结果】结果表明,采用微晶模型计算得出的齿轮啮合热应力整体偏小,相较于采用传统有限元模型,应力分布状态更加分散。因建模中充分考虑了晶粒不均匀性对齿轮啮合过程中温度和应力的影响,微晶模型能够更加真实地反映出实际工况下轮齿的啮合状态。

关键词： 纯电动汽车   制动能量回收   电磁制动   减速器   疲劳寿命  

摘要： 纯电动汽车制动方式有别于传统摩擦制动,电磁制动在主动轴产生的反向扭矩改变了传动齿轮的工况,从而影响其服役寿命。基于CLTC分析了电动汽车传动齿轮的应力-时间历程,并分别计算了考虑电磁制动影响以及摩擦制动单独作用下齿轮的疲劳寿命。结果表明,电磁制动影响下,主动小轮的接触和弯曲疲劳寿命均有所减少。因此,在纯电动汽车传动齿轮疲劳寿命的高精度计算乃至其剩余寿命的精确预估中,电磁制动介入的影响不可忽视。

关键词： 直齿轮   冷挤压工艺   模具设计   有限元模拟  

摘要： 针对直齿轮冷挤压成型过程中出现的塌角大、齿形成形不完整、成型载荷大、模具寿命低等问题,根据齿轮参数制定了齿轮冷挤压工艺流程,即原料准备→材料切割→挤压成形→表面处理→质检,通过挤压力选定挤压设备,模具材料选用T8A钢,设计了凸模、凹模、导向机构和顶出机构等,并通过分析有限元模拟结果,验证了模具的可行性,并通过多次模拟和工艺参数的调整,最终设计出合理且挤压效果较好的工艺参数,即挤压速度为2mm/s,摩擦系数为0.14。

关键词： 高重合度   时变啮合刚度   动态特性  

摘要： 【目的】高重合度(High Contact Ratio,HCR)齿轮副基本上不靠增加齿轮装置质量,即可实现承载能力提升,传动更加平稳。因此,提出采用HCR齿轮代替传动系统中普通齿轮的方法,以达到提高齿轮系统承载能力、降低系统振动的目的。【方法】基于势能法,建立了HCR齿轮时变啮合刚度计算模型,对比了HCR齿轮与普通重合度齿轮的时变啮合刚度及刚度波动;建立了包括轴段、HCR直齿圆柱齿轮副、轴承等在内的系统动力学模型,对比了不同转速条件下HCR齿轮系统与普通重合度齿轮系统的动态特性。【结果】结果表明,与普通重合度齿轮系统相比,HCR齿轮综合啮合刚度大幅度提升,刚度波动显著下降;在不同转速条件下,HCR齿轮系统的动态啮合力与振动加速度的有效值和峰峰值均有大幅度下降。