关键词： 冲压机构   非圆齿轮   偏心率   运动特性   优化设计  

摘要： 建立冲压机构数学模型,分析冲压机构的运动特性,为实现冲压机构滑块在工艺行程中速度更均匀,提出将非圆齿轮作为前置机构引入冲压机构中。通过与普通冲压机构相关参数对比,表明非圆齿轮冲压机构在工艺行程中速度波动显著降低,工作过程更加平稳。同时明确偏心率大小对机构运动特性的影响以及偏心率的选择原则,为非圆齿轮在冲压机构中的应用提供理论依据。

关键词： 齿轮泵   试验   内部泄漏   黏性摩擦损失   动网格   多相流  

摘要： 为了准确表征新月形内齿轮泵的内部流动特性,该研究根据静压支撑油膜理论及牛顿摩擦定理构建了该型齿轮泵内部泄漏数学模型及黏性摩擦损失数学模型,依据齿轮泵结构特点以及实际流动特征建立了基于两相流及动网格技术的CFD仿真模型,模拟分析了齿轮泵内部含气油液的流动特性,并与理论计算结果进行对比,最后进行试验验证。结果表明:在1/3周期内的瞬时体积流量与瞬时输入功率曲线均呈现连续周期性变化,2条曲线都有4个脉动;由于理论分析无法全面考虑油液实际流动过程而导致总泄漏量的理论值与仿真值相差60.11%,总黏性摩擦功率损失的理论值与仿真值相差66.67%;静态区域中流线相互平行,质点流动呈现层流状态,而在运动区域中却呈现完全湍流形态;压差流沿着新月形隔板内外两侧壁面以超过12 m/s的速度逆时针运动,而剪切流沿着外齿轮及内齿圈外壁同样以超过12 m/s的速度顺时针运动,在完全密封的齿间出现不同尺度的旋涡,旋涡中心的液体脱落现象使得其中的流体速度为0。在啮合齿面油膜的密封作用下,间隙最小处出现断流,啮合区的最大泄漏量为0.16 L/min;试验与仿真的容积效率相差1.33个百分点,偏差率为1.36%;试验与仿真总效率相差1.39个百分点,偏差率为1.73%。该研究获得了新月形内齿轮泵流动特性精确数学模型,验证了数值计算模型的适用性及仿真结果的准确性,可为完善齿轮泵设计理论与内流场特征分析提供参考。

关键词： 齿轮箱端盖   裂纹   故障分析   改进  

摘要： 某折叠齿轮箱在使用过程中出现异响,经返厂后分解探伤,发现齿轮箱输出端盖出现裂纹。首先针对该故障对输出端盖裂纹进行定位,对可能导致其故障的原因进行分析,得到初步分析结果为振动疲劳引起的裂纹;其次对该裂纹原因进行详细的定位排查,通过对振动工装、试验安装要求、产品材料属性以及振动试验控制过程逐一分析,定位产生裂纹产生原因为材料塑性性能不满足设计要求;再次通过更换相同材料端盖后进行振动试验发现端盖出现裂纹,故障复现,故障定位准确;最后根据故障原因对输出端盖进行材料更换后再进行振动试验,结果满足寿命要求,改进措施有效。

关键词： 直齿圆柱齿轮   螺旋线修形   传动误差   螺旋线载荷分布系数   轮齿应力分布  

摘要： 齿轮传动由于受制造和安装误差、齿轮弹性和热变形等因素的影响,在啮合过程中不可避免地会产生振动、冲击和偏载,从而造成齿轮效率和寿命偏低的问题。针对该问题,运用虚拟仿真验证手段,以典型外啮合直齿圆柱齿轮为研究对象开展螺旋线修形优化。结果显示,优化后齿轮表面应力分布均载程度提高78.31%,传动误差降低41%,螺旋线载荷分布系数降幅达到39.3%,接近于1。可见,螺旋线修形能够显著改善因各种因素综合引起的螺旋线偏差,改善传动状态,提高啮合质量。

关键词： 安装误差   面齿轮   接触轨迹   接触应力  

摘要： 为了解决安装误差对弧线齿面齿轮齿面接触的影响,根据面齿轮传动的啮合原理,采用展成加工的方法,得到了弧线齿面齿轮副的精确啮合模型,并推导了含安装误差的弧线齿面齿轮齿面方程,得到了弧线齿面齿轮齿面主曲率及接触应力的计算方法。在此基础上,分析了轴交错误差,轴交角误差,轴向偏移误差对弧线齿面齿轮啮合点轨迹及接触应力的影响规律。研究结果表明:三种安装误差都会对面齿轮接触位置和接触应力产生影响,其中轴交角误差影响最为显著,应当避免,适当选取轴交错误差与轴偏移误差可提高弧线齿面齿轮副的承载能力。

关键词： 齿轮   误差补偿   加工误差   离散化   修正参数   在机补偿  

摘要： 在以修正量为基础进行高精密齿轮加工误差补偿时,主要依托于无偏估计法进行计算,使得补偿处理后齿形法向偏差依旧较大。为此,提出工业设备中高精密齿轮加工误差补偿技术。首先深入分析工业设备中高精密齿轮加工模式,建立齿轮加工模型。然后采用离散化分析方法对比理论齿面与实际齿面,测量齿面加工存在的误差。最后建立关联函数,描述机床调整参数和齿形偏差之间联系,生成齿形误差敏感系数矩阵,与比例修正参数相结合计算修正量,再通过数控程序实现加工误差补偿。实验结果表明:补偿前左、右齿形最大法向偏差分别为23.7μm和4.8μm,补偿后齿形的最大法向偏差均小于0.1μm,表明所提技术可提升齿轮加工精度。

关键词： 城轨列车   直齿轮   弯曲疲劳   两级载荷   疲劳寿命预测  

摘要： 齿轮弯曲疲劳对列车安全运营具有重要影响。本文针对城轨列车载荷特点,建立一种适用于城轨列车的齿轮疲劳寿命预测模型。通过分析城轨列车实际运行过程的齿轮载荷特点,并结合主动齿轮累积受载频次,确定两级载荷大小,以两级应力比作为损伤参量,对城轨列车齿轮弯曲疲劳进行试验研究与寿命预测。研究结果表明:齿轮在两级载荷作用下疲劳寿命明显低于单一载荷作用下的疲劳寿命。通过将本文提出的疲劳寿命预测模型预测结果与试验数据进行对比发现,本文建立的疲劳寿命预测模型可以较为准确的预测齿轮的疲劳寿命。

关键词： 齿轮   塑料   复合材料   注塑成型   3D打印   机加工  

摘要： 以传递运动和动力为主要功能的齿轮在机械装备中具有举足轻重的作用。与金属齿轮相比,塑料齿轮具有质量轻、运行噪音小、耐磨性好、自润滑性能好、耐腐蚀等诸多优点,而且具有易成型、制造成本低、设计灵活等特点。与传统金属齿轮的成型制造方法相比,塑料齿轮因塑料原料种类及性能差别较大,成型制造方法也有很大差异。通过查阅塑料齿轮相关文献资料,总结了不同塑料齿轮的特点、性能及应用,分析了注塑成型、3D打印和机加工成型等塑料齿轮的主要制造方法。

关键词： 齿轮箱   结构声强   阻尼材料   减振设计  

摘要： 针对大型薄壁齿轮箱的结构振动噪声问题,建立了一种基于结构声强计算及可视化的结构局部附加阻尼材料减振设计方法,实现了齿轮箱的低振动设计。以某大型复杂薄壁行星齿轮箱为研究对象,确定了局部附加阻尼减振设计的流程。首先建立箱体的有限元模型,考虑齿轮系统的动态啮合激励,求解出箱体机脚测点的振动响应,并根据振动加速度级频谱图确定振动的峰值频率。利用ANSYS APDL通过结构声强计算及可视化得到齿轮箱薄壁结构的结构声强幅值云图,由此确定出振动能量最大的区域。最后对该区域附加阻尼材料,并对局部附加阻尼布局方案及全局附加阻尼布局方案下齿轮箱机脚的有效振动加速度级进行比较。结果表明:通过该方法进行阻尼材料的布局设计可以有效降低测点的振动加速度级,在有限的阻尼材料消耗情况下,可以获得比全局附加阻尼方法更好的减振效果。

关键词： 压裂泵   小齿轮   裂纹萌生及扩展   理化分析   失效机理   断裂失效   过盈量   加热温度  

摘要： 本文从技术角度对齿轮裂纹产生的原因进行了深入分析和认真查找,对齿轮传动副的关键结构参数重新进行了分析计算、断口理化分析以及仿真分析等,通过对比分析,最终确定小齿轮装配过盈量偏大、加热温度过高导致齿廓硬度不足是造成小齿轮裂纹萌生及扩展断裂失效的主要原因。在后续生产过程中,通过严格控制加热温度和过盈量之后,小齿轮正常使用,未再出现失效问题。