关键词： 齿轮箱   PTH中间轴   故障分析   改进措施  

摘要： PTH离合器装置是船用齿轮箱上承担传递功率的重要部件,而PTH中间轴作为其内部零件,一旦发生故障可能导致电机功率无法传递至齿轮箱,进而导致整个PTH动力系统失效。文章针对某船用齿轮箱PTH中间轴断裂故障问题,分析了轴强度和扭转振动应力对PTH中间轴断裂故障的影响,成功找出PTH中间轴断裂故障原因,并根据分析结果对轴进行了改进设计,同时给出扭转振动应力过大改正措施,并通过仿真计算验证了改进措施的有效性,成功解决了此类问题。

关键词： 斜齿轮泵   排量计算方法   瞬时啮合点   瞬时流量特性  

摘要： 斜齿轮泵的瞬时流量和排量特性与其振动噪声、效率评估等性能参数息息相关,因此对这些特性的精确、高效计算显得尤为重要,但目前对瞬时流量和排量的研究大多集中于直齿轮泵,针对斜齿轮泵的研究较少。为此,基于齿轮啮合原理、渐开线齿廓性质及瞬时啮合点与转角的关系,以标准渐开线外啮合斜齿轮泵为研究对象,推导出一种精确计算其瞬时流量和排量的公式。在理论研究的基础上,借助MATLAB软件研究斜齿轮泵的瞬时流量特性,并对3款KF型斜齿轮泵的结构参数进行仿真验证。最后,搭建现场实验测试平台,将理论计算结果与实际排量进行对比。结果表明:所提方法计算结果与实际排量误差最大不超过3%,与公称排量的误差不超过2%,且与传统计算结果相比更接近实际排量,该计算方法具有一定的普适性。

关键词： 弧齿锥齿轮   行波共振   瞬态动力学分析   振动响应   振动应力  

摘要： 针对航空高速薄辐板弧齿锥齿轮在工作中由于行波共振导致轮齿断裂故障频发,其行波共振动力学响应特性不清晰的问题,建立了一种基于显式算法的航空薄辐板弧齿锥齿轮瞬态接触动力学分析模型。考虑齿轮转速、扭矩以及时变啮合刚度的影响,计算齿轮动频值进而对行波共振点进行精准预测,研究了行波共振下齿轮轴向振动位移和动应力的动态响应特性以及振动位移场和应力场的分布规律。研究结果表明:在三节径前行波共振工况下,从动锥齿轮轴向振动位移场在周向呈现谷峰交替的三峰三谷扇形分布快速迁移的特征,行波迁移方向与齿轮转动方向相同、迁移速度远高于齿轮的旋转速度;振动应力场在周向表现为三峰的花瓣状分布形式,在齿根槽位置和齿面啮合位置存在应力集中现象;振动位移和应力响应均表现为高次谐波振动密集分布的特征。试验测量从动锥齿轮三节径前行波共振转速与仿真计算预测的行波共振转速的相对误差为1.1%,试验测量的应力值与仿真提取分析的应力值两者量级相当,验证了行波共振点预测的准确性及瞬态接触动力学分析模型的有效性。

关键词： 火炬   传承   钢铁   五四精神   活力   齿轮   技艺   理想  

摘要： 传承,从来不是简单的重复。新一代青年正接过前辈的火炬,担起时代责任。在这场师父与徒弟的接力中,技艺被重新激活,理想被赋予新的光彩,文化被注入新的活力。当五四精神的火炬交到新一代青年手中,他们在钢铁与齿轮、戏台与云端之间,写下属于这个时代的答案。

关键词： 齿轮箱   20CrMnTi渗碳钢   齿轮断裂  

摘要： 以起重机齿轮箱中的20CrMnTi渗碳齿轮为研究对象,从金相分析、化学成分分析、断齿宏观形貌分析、硬度测试、扫描电镜分析等方面出发,对该尺寸的断裂失效问题进行原因分析。最后,进行数据汇总分析,可发现齿轮齿根部在淬透性不足下会使心部无法获得马氏体组织,相反在产生贝氏体组织后易在应力过载下产生裂纹,且裂纹持续增大会使齿轮断裂。

关键词： 机车   齿轮箱   齿轮   噪声控制  

摘要： 大功率机车齿轮啮合噪声是整车的主要噪声来源,对乘客有很大的影响。文章采用ARIZ算法定义了齿轮箱噪声控制的最小问题,在此基础上确定了最终理想解和物理矛盾,并利用扩展的物质场资源解决问题,从而获得了19个高质量的优化方案。对所有优化方案进行理想度分析,为齿轮箱设计了一种新的组合式降噪方案。最后,通过仿真分析和试验测试验证优化方案的可行性,结果显示优化方案的降噪效果良好,达到了降噪目标。

关键词： 振动与波   高速列车   牵引齿轮   钢轨波磨   振动响应   幅频特性  

摘要： 为研究钢轨波磨对高速列车牵引齿轮振动特性的影响,采用谐波函数描述钢轨波磨不平顺,研究在钢轨波磨波长为100~150 mm、波深为0.01~0.05 mm下牵引齿轮的振动响应特性。应用傅里叶变换得到牵引齿轮振动加速度频谱,发现钢轨波磨激励是影响牵引齿轮振动响应的关键因素。结果表明:随着钢轨波磨波长的减小、波深的增加会使主动齿轮垂向振动加速度增大,主动齿轮垂向振动加速度峰值变化周期与钢轨波磨波长和轮对转动周期成正相关;柔性轮轨下的主动齿轮垂向振动加速度幅值相比于刚性轮轨明显增大,在钢轨波磨和车轮转频共同作用下,考虑柔性轮轨时的主动齿轮垂向振动加速度幅值会出现拍振现象,且能反映出轮轨激励高频成分和较高频率内的振动响应。

关键词： 早期故障诊断   振动信号特征信息提取   优化型辛几何模态分解(OSGMD)   齿轮磨损   Hilbert包络对数分析法   辛几何模态分解(SGMD)  

摘要： 针对环境噪声下齿轮箱齿面磨损早期微弱故障特征难以提取的问题,提出了一种基于优化型辛几何模态分解-Hilbert包络对数分析的齿轮磨损故障诊断方法。新方法中引入Cao算法和功率谱密度,提出最近邻波动偏差实现嵌入维数的自适应确定,利用奇异值分解进行降噪,采用Pearson-功率谱熵差和闵氏距离作为重构准则以获取特征模态分量,通过Hilbert包络对数分析法突出故障频率成分,并进行故障诊断。该新方法克服了辛几何模态分解嵌入维数依赖经验公式、重构准则单一和噪声鲁棒性欠佳的缺陷。仿真与试验结果分析表明,与辛几何模态分解(symplectic geometric mode decomposition,SGMD)、迭代SGMD、变分模态分解和经验模态分解相比,该新方法能够有效提取早期齿面磨损故障特征信息,表现出更好的鲁棒性。

关键词： 驱动桥   螺旋锥齿轮   对偶四元数   迭代最近点算法(ICP)   全局优化  

摘要： 提升汽车驱动桥螺旋锥齿轮齿面加工质量对整车的安全与节能性能有重要意义,该文针对汽车驱动桥螺旋锥齿轮实测和理论齿面存在的测量误差,提出了一种基于对偶四元数优化的迭代最近点(ICP)齿面测量误差补偿方法。将误差补偿问题转化为两曲面的配准问题,利用对偶四元数对齿面配准模型进行表示并得出误差矩阵,将误差矩阵线性化并使用凸松弛的全局优化算法对其实部进行优化,实现螺旋锥齿轮齿面的精确配准。结果表明:螺旋锥齿轮凹齿面的误差补偿率最高达77%,最大误差由补偿前的22.11μm降至5.64μm,平均误差由补偿前的10.34μm降至2.38μm,该算法与传统奇异值分解法(SVD)、四元数法和Levenberg-Marquardt法(L-M)相比有更高的求解精度和稳定性,证明所提出的补偿方法具有可行性。

关键词： 薄壁齿轮   节径振动   约束阻尼   模态应变能   减振  

摘要： 为抑制薄壁齿轮的摇型节径振动并提升其传动效率,设计一种应用于齿轮上的阻尼结构。以薄壁齿轮为基础研究对象,首先,采用有限元方法计算其摇型节径振型,利用模态应变能法分析阻尼结构对摇型节径振型阻尼性能的增强作用;其次,通过有限元强迫振动响应法,进一步对薄壁齿轮阻尼结构在理论上的减振效果进行计算;最终,开展对比实验,验证阻尼结构对高阶摇型节径振动的实际减振效果。结果表明:设计的阻尼结构能有效抑制薄壁齿轮的摇型节径振动,使得齿轮的啮合振动显著降低;阻尼结构理论上可降低啮合振动4.9~14.1 dB;实验验证在接近摇型节径振型的啮合频率激励下,大齿轮薄壁阻尼结构在轴向、垂向、横向上实际减振效果分别为4.5,7.7和8.9 dB。