关键词： 流量计量   斜齿齿轮流量计   流量脉动   摩擦功率损失   多目标优化   容积式流量计   内泄漏  

摘要： 针对现有设计方法无法有效提升斜齿齿轮流量计(HGF)综合性能的问题,对HGF多目标优化设计方法进行了研究。通过多学科建模,获得了HGF的流量脉动、内泄漏以及粘性摩擦功率损失的理论模型。然后,通过实验设计方法分析了各设计变量对HGF主要性能指标的影响。最后,选择以流量脉动、摩擦功率损失作为优化目标,以流量计的测量精度作为约束,并使用NSGA-II对多目标优化问题进行求解。实例计算结果表明,优化后的HGF流量脉动下降了31%,摩擦功率损失减小了18.4%。

关键词： 人字齿轮   轴交错位误差   载荷分配   非赫兹接触   接触应力   接触半宽   齿面闪温   抗胶合设计  

摘要： 针对人字齿轮抗胶合设计中轴交错位引起载荷分配不均和缺乏有效闪温计算方法的问题,本文基于影响系数法,综合考虑几何传动误差和轴交错位误差对齿面初始接触间隙的影响,提出轴交错位下人字齿轮非赫兹接触分析方法,获得二维分布的接触应力和沿齿宽变化的接触半宽,并改进Blok闪温公式,建立了轴交错位下人字齿轮齿面闪温动态计算模型,对比验证了所提方法的准确性。研究表明:随着错位角增大,左右侧齿面偏载现象逐渐加重;随着滚动角度增大,齿面闪温和两侧闪温差值均呈现先减后增的趋势;随着转速增大,除节点外闪温差值增大,越靠近啮入啮出两侧,增大速率越快。研究成果可为人字齿轮抗胶合设计提供理论基础。

关键词： 圆弧齿轮泵   齿轮齿数   流量特性   激励力   小波变换  

摘要： 为研究齿轮齿数对燃油圆弧齿轮泵流量脉动特性的影响规律,利用RNG(re-normalization group)k-ε湍流模型对6~9齿的圆弧齿轮泵进行三维瞬态流场数值模拟,推导其瞬时流量的数学模型,揭示齿数对该泵流量特性的影响规律。结果表明:齿轮齿数对该齿轮泵性能有显著影响,以转速为2000 r/min、进出口压差为8 MPa工况为例,7齿、8齿、9齿泵的出口容积效率较6齿泵相比依次变化:+18.34%、+7.15%、+20.70%。随着齿轮齿数的增加,齿轮所受径向、轴向激励力脉动幅值显降低,7齿、8齿、9齿齿轮径向激励力均值较6齿齿轮相比依次变化:−19.84%、−26.77%、−29.82%,轴向激励力均值较6齿齿轮相比依次变化:−10.37%、−77.64%、−61.49%。通过小波变换对齿轮径向、轴向受力脉动频率进行分析,其脉动频率与齿轮啮合次数呈周期性相关。

关键词： 螺旋摆动油缸   螺旋齿轮   Python   遗传算法   体积优化   自适应  

摘要： 对螺旋摆动油缸中的螺旋齿轮进行体积优化,将传统设计中对模数齿数的取值范围与最小值通过程序语言表达,形成约束,再对随机生成的种群进行自适应选择、交叉、变异等操作,形成个体属性,引用精英策略选择优秀的个体产生新的种群,重复操作直到完成要求的迭代次数,最后打印出每一代的最优个体。传统算法与自适应遗传算法均可以对螺旋齿轮的体积进行优化,最终将螺旋齿轮的体积减少5.87%。自适应遗传算法可以对螺旋齿轮进行体积优化,并且在迭代速度上有明显优势,过程中产生的多个解可对实际设计进行指导,降低设计时的计算量与设计时间,减少生产成本。

关键词： 采煤机   截割部齿轮   有限元仿真   等效应力   弹性应变  

摘要： 采煤机作为煤矿综采的核心设备,其工作能力和稳定性对煤矿开采具有重要影响。在采煤机结构中,截割部齿轮传动是进行动力及扭矩传递的关键。文章针对采煤机截割部齿轮的承载性能,通过有限元仿真方法,建立了截割部齿轮的瞬态动力学分析模型,计算了其在特定工况下的等效应力和弹性应变。分析结果显示,截割部齿轮在啮合齿面处应力最大,但远低于材料屈服极限,显示出良好的承载性能;该位置弹性应变最大,说明齿面易发生变形;齿轮承载能力和稳定性良好,能保障采煤机稳定运行。

关键词： SAE5120H等温正火材   纯净度   带状组织   硬度  

摘要： 低碳齿轮钢SAE5120H等温正火材具有低磷、低氧、纯净度高、带状组织评级较低以及圆钢硬度低等优点,适用于采用冷锻工艺制造汽车齿轮零部件。江阴兴澄采用合理的炼钢、连铸、轧制以及等温正火工艺生产出了高品质SAE5120H等温正火圆钢。低碳齿轮钢SAE5120H圆钢的成功研制,提升了我国冷锻齿轮用钢的质量水平。

关键词： 小模数齿轮   注塑成形   特征识别   智能检索   知识驱动  

摘要： 小模数齿轮注塑成形精度要求高,工艺要求严格,目前的工艺设计主要依赖于设计人员的经验,严重影响产品开发周期和成形质量。针对这一问题,提出了一种小模数齿轮注塑工艺智能驱动设计方法。基于定义的齿轮分区模版,通过创建截面线,利用自动识别算法完成齿轮数字化;构建细化至零件层面的知识库,在知识库中查找相似齿轮零件;依据相似零件的成熟工艺和零件层面的知识,对新零件的成形工艺进行驱动设计,实现知识重用和知识驱动。最后,在NX平台上实现了小模数齿轮注塑工艺智能设计系统,并在两家注塑产品制造企业得到应用。案例分析和工业应用证明了系统的有效性,识别检索效率提高了97%以上,试模次数减少了66%。

关键词： 单点线啮合齿轮副   齿面重构   啮合特性   接触应力  

摘要： 【目的】点线啮合齿轮齿廓方程是复杂的分段函数,运用齿轮齿廓方程建模误差较大。为了更准确地研究齿轮副啮合特性和传动参数,建立了基于三次非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B-Spline, NURBS)曲面插值的单点线啮合齿轮副模型。【方法】根据单点线啮合齿轮副啮合原理以及坐标系变换推导了齿面方程,利用齿面方程获得离散的齿面数据,运用三次NURBS求解离散数据插值而成的曲面控制点矩阵,利用UG二次开发和曲面的控制点矩阵对齿轮进行齿面重构,建立了齿轮副的有限元分析模型,获得齿轮副的瞬时接触线、齿面最大接触应力以及最大弯曲应力的变化曲线,验证了三维模型的准确性。【结果】结果表明,单点线啮合齿轮副主动轮在进入和退出啮合时都未出现边缘接触,且在整个周期内最大接触应力变化比较平缓,最大弯曲应力出现在从动轮和主动轮的齿根过渡曲面附近。

关键词： 高速重载齿轮传动系统   动态特性   优化设计  

摘要： 本文对高速重载齿轮传动系统的动态特性及优化设计展开了研究。鉴于其在工业应用方面的广泛程度,凸显出此研究的关键意义。借助动态建模和动力学方程,并将齿轮啮合刚度与阻尼纳入考量,从而揭开了系统的振动特性。模态分析表明,固有频率和振型对系统动态特性具备显著的作用,瞬态响应分析获取到了振动的相关参数。通过温度场分析,评估了热传递以及温度分布在应力分析中的影响。探讨了设计变量和目标函数的选取,给出了优化策略,同时兼顾了结构限制与制造要求。运用遗传算法和有限元仿真分析,对优化前后的性能进行了对比。实验表明,优化设计极大地提高了系统性能,研究成果在工业应用中具有有效性和前瞻性。

关键词： 风电变速箱   齿轮锻件   探伤问题  

摘要： 质量检测是机械生产的关键环节,在风电变速箱齿轮的制造中,所用锻件为18CrNiMo7-6连铸圆坏钢,在经过多道工序加工和超声波探伤后,获得成品。以某批次齿轮验收看,经过超声波探伤存在较多缺陷问题,影响产品质量合格率。基于对齿轮锻件及加工的了解,从化学成分分析、缺陷定位、扫描电镜讨论等方面出发,进行锻件探伤的理化检测。最后,经过数据分析及判断,可明确缺陷位置及原因,可提出对应的优化方案,进一步提高齿轮的质量。