基于数值模拟的齿轮冷精整齿向精度预测

应用Deform-3D软件对载重汽车用直齿圆柱齿轮进行了挤压成形后的冷精整工艺数值模拟分析,得到了不同精整量下齿轮的齿向误差,进一步总结出精整量对齿向误差的影响规律,并预测出最佳精整量.模拟结果显示齿轮齿向误差随着精整量的增加先减小后变大,当精整量为0.15 mm时齿向误差最小为0.026 mm,此时齿向精度为8级.针对模拟结果进行了冷精整工艺试验并对精整件进行了齿向精度检测,检测结果表明精整后可将齿向精度由11级提高到为8级,此结果与模拟得到的预测结果相一致.     

面齿轮齿面误差评定中差曲面的应用

针对数字化齿面误差分析特点,利用差曲面对面齿轮齿面误差进行分析.首先对齿面法向偏差进行计算,其次根据差曲面的定义和差曲面各阶参数对面齿轮齿面误差重点进行一阶、二阶误差分析,评定面齿轮齿面误差,通过调整机床加工参数提高齿面加工质量和精度;最后介绍了差曲面在面齿轮齿面误差评定中的应用.     

剃齿前径向误差对剃齿后切向误差的影响

根据齿轮滚齿时产生的径向误差Fr对剃齿后切向误差Fr影响的分析,指出现场生产中必须加强剃齿前对滚齿径向误差Fr的控制,用以提高齿轮剃齿精度.     

强力剐齿主轴变形对加工精度的影响分析北大核心

针对力致主轴变形影响齿轮加工精度的问题,基于梁弯曲变形理论,建立主轴剐削变形模型,分析了主轴变形对中心距误差和轴交角误差的影响。基于齐次坐标变换理论和剐齿加工原理,建立剐齿加工的力致误差模型和齿轮法向齿廓误差模型,研究了中心距误差、轴交角误差和不同方向主轴变形对齿轮法向齿廓误差的影响情况。研究结果表明,主轴变形会导致轴交角误差和中心距误差,进而引起切削过程中齿轮左右齿面的欠切和过切。其中轴交角误差和中心距误差随背吃刀量和进给量的增大而增大,轴交角误差对背吃刀量变化更敏感,中心距误差对进给量变化更敏感。     

提高齿轮加工精度浅谈

分析了影响齿轮精度的主要指标：齿距累积误差、齿形误差、齿向误差产生的原因及解决方法。     

滚齿机分度挂轮引起齿向误差的实验研究

通过对滚切直齿、斜齿圆柱齿轮时，分度挂轮传动比不精确调整造成的齿向误差的理论分析和实验研究，推导出了齿向误差的计算公式，找出了影响齿向误差大小的因素。研究结果对提高齿轮加工精度有一定的指导作用。     

面齿轮车齿加工研究与试验验证

为了实现面齿轮的高精度、高效率加工,研究面齿轮的车齿加工技术。分析面齿轮车齿加工原理,建立刀具数学模型,根据车齿展成原理推导面齿轮的齿面及齿根过渡曲面方程。以配对渐开线圆柱齿轮共轭的面齿轮齿面作为基准齿面,构建车齿齿面的偏差齿面,分析不同刀具螺旋角、齿数和前角对车齿齿面的影响规律。使用YK2260MC数控车齿机床进行车齿加工,使用格里森650GMS齿轮检测中心,进行齿面误差检测。结果表明：左侧齿面和右侧齿面的误差最大分别为14.7、14.1 μm,验证了所提车齿加工数学模型的正确性,为提高面齿轮的加工精度和效率,进一步改进面齿轮车齿工艺提供了参考。     

数控齿形／导程测量仪

日本大阪精密机械株式会社推出的CLP-35WIN型数控齿形／导程测量仪主要用于对传动装置及其它机械装置所用齿轮的齿形误差、齿向误差和齿距误差（含偏心）进行全自动、高精度快速测量。该仪器也可用于检测齿轮滚刀、剃齿刀、插齿刀等切齿刀具的相应精度参数，还能对蜗轮精度进行测量分析。仪器配备的测量数据管理图形软件可成为齿轮加工质量管理的有力工具。     

人字齿轮在线测量系统齿向测点算法研究

针对零退刀槽人字齿轮在加工时会在齿轮中间部分产生一个无法进行测量的盲区的问题,提出一种在在线测量系统中规避这一盲区的齿向取点算法。利用在线测量原理得到齿向测点算法,在齿向测点算法中加入控制参数避开人字齿轮中间部分的盲区,并且将此在线测量算法应用于人字齿轮、渐开线斜齿圆柱齿轮等多种齿轮中,使其具有通用性。通过调整某些控制参数进行人字齿轮和普通斜齿轮的切换,消除了传统在线测量方法只能测量某一种齿轮的局限。进行多次齿轮在线测量实验验证新算法的正确性。实验结果表明:新算法避开了人字齿轮中间部分的测量盲区,能够实现人字齿轮和渐开线斜齿圆柱齿轮齿向误差的参数控制测量,提高了测量效率,减少了错误几率。     

鼓形齿轮滚切加工时产生的特殊齿面干涉

鼓形齿轮滚切加工时产生的齿面干涉,使齿向和端面齿廓发生了扭曲和歪斜。通过加工中滚刀刀廓的相对切向位移的方程建立,推导出鼓形齿轮这一特殊干涉的数学公式,不仅在实际生产中给测量提出了方便,而且从理论上定量地讨论了齿面干涉存在和大小。另外,还着重讨论了齿面干涉对鼓形齿轮的齿面鼓度对称度误差产生的影响。     

基于AR模型的齿轮故障诊断

为了诊断出强噪声干扰下的齿轮故障，提出时域同步平均技术与AR模型相结合的齿轮故障诊断方法。用TSA技术提取强噪声干扰下的齿轮特征信号，用FPE准则确定AR模型的阶次，利用AR模型参数算法确定齿轮正常状态下参数向量及参数容差范围，然后在模型阶次不变的情况下分析齿轮故障信号的AR模型参数，对比建立的参数容差范围，从而诊断齿轮故障。将该方法对实际试验信号进行分析，对提取到的8组正常齿轮特征信号数据建立AR模型，优化AR模型的最佳阶次为5阶，由AR模型参数算法得到了正常齿轮的AR模型参数向量及参数容差范围，再用同样阶数为5阶的AR模型分析了故障状态下的几组模型参数，对比建立的正常AR模型参数容差范围，从而诊断出齿轮故障。     

上传主动锥齿轮断裂分析

发动机返厂检查发现上传主动锥齿轮的一个轮齿发生断裂。通过对断裂齿轮进行断口宏微观分析、金相组织和硬度检查,分析认为锥齿轮的断裂性质为弯曲疲劳,疲劳断裂的原因是齿根弯曲应力过大。对齿轮齿厚、齿根圆角进行测量,对齿根圆角过渡情况进行检查,并运用有限元分析方法对锥齿轮断齿受力进行模拟分析。结果表明:齿根弯曲应力过大是因为齿厚超差导致齿轮啮合位置偏离,同时齿轮在加工过程中齿根存在加工接刀尖边导致齿根应力分布改变,出现应力集中。后续采取改进齿轮的加工工艺及加强对齿轮的制造质量控制等措施,避免该类故障再次发生。     

齿轮修形与接触疲劳试验研究

齿轮修形是改善轮齿接触疲劳寿命的有效途径。将一种新的修形曲线——相切抛物线,应用于直齿圆柱齿轮,通过标准FZG试验台测试齿轮修形前后的接触疲劳寿命,以及不同工况下齿轮的疲劳寿命。试验结果表明,齿向修形后齿轮接触疲劳寿命有较大幅度的提升;洁净润滑油润滑下的齿轮接触疲劳寿命比污染润滑油润滑下的疲劳寿命高3倍;齿轮油中的极压添加剂可以显著提高接触疲劳寿命,未添加极压剂的齿轮表面较早发生齿面胶合失效。     

大齿圈的锻造工艺

针对大齿圈在锻造生产中容易出现壁厚不均、折叠、椭圆、锥形、尺寸超差等质量问题,通过制定合理的锻造工艺,成功地生产出符合质量要求的大齿圈锻件。     

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 对用40CrNiMo钢制成的万吨海洋作业平台爬升齿轮轴心开裂的样品进行了观察分析。通过化学成分分析、宏观检验、金相检验、SEM等方法对原因进行了分析。结果表明：原材料钢锭在浇注过程中控制不当是引起万吨海洋作业平台爬升齿轮轴心开裂的主要原因。通过对冶炼浇注工艺的调整和严格控制,使40CrNiMo钢制成的万吨海洋作业平台爬升齿轮超声波探伤均符合了标准要求。     

直齿锥齿轮预锻齿形优化设计

基于典型差速器行星齿轮的热-冷复合成形工艺,分析了预锻齿形设计的重要性。应用Deform-3D软件模拟不同齿形方案的预锻变形过程,通过数值模拟结果对比分析与物理试验验证,总结出标准预锻齿形与非标准预锻齿形设计的优缺点。若预锻齿形采用标准齿形,精整量较大时在齿根处产生金属折叠,精整量较小时齿面精度低;若预锻齿形采用非标准齿形,即增大齿面冷精整量,减少齿根处冷精整量,热锻件经冷精整后可以达到零件要求,由此确定了非标准预锻齿形为较合理方案。     

数控插齿机驱动箱系统综合变形下齿轮承载能力分析

以某企业YK51160C数控插齿机驱动箱系统为对象,建立了包含扭转、弯曲和横向耦合振动的驱动箱系统力学模型,分析了驱动箱系统综合变形引起的齿轮啮合错位对齿轮齿面载荷分布情况的影响,采用Romax软件基于ISO6336-1～3:1996标准,在考虑系统变形引起齿轮啮合错位的情况下,对驱动箱系统中的圆柱齿轮进行齿轮承载能力分析。结果表明驱动箱系统中的圆柱齿轮的强度均满足要求,为YK51160C数控插齿机驱动箱系统的进一步分析、优化提供了参考。     

基于非对称缸的液压齿轮齿条转向器模拟测试实验台设计与研究

针对齿轮齿条转向器测试系统为对象,建立非对称缸的液压齿轮齿条转向器测试系统AMESim仿真模型,分析对称阀控非对称缸的速度特性。开发了基于Simulink/XPC Target模块环境下的实时在线监测控制系统。搭建了非对称缸的液压齿轮齿条转向器模拟测试实验台,实验结果证明,实物仿真结果和AMESim仿真结果有较好的一致性。     

重卡汽车齿轮开裂失效分析

某重卡汽车齿轮在使用过程中发生开裂。采用宏观、微观检验、化学成分分析及硬度检验等方法,对失效齿轮进行了分析。结果表明齿轮热处理不当造成组织不合格,存在大量铁素体,有效硬化层偏低,致使齿轮强度不高,无法承载设计载荷,最终使齿轮破裂。     

精密齿轮传动误差检测试验台的设计

齿轮传动被广泛应用于各种要求平稳性好、传动精度高等场合,其传动误差是影响传动精度的主要误差来源。利用动态齿轮传动误差原理和虚拟仪器技术,集成高精密光栅角度传感器,搭建一套测量单齿啮合和整箱(变速箱)传动误差的综合测量试验台,具有贴合实际工况、自动化程度高、严格测试节拍、测试精度高等优点。试验结果验证了该测试系统能够快速准确测量精密齿轮和变速箱传动误差,以期对齿轮修形优化并提升变速箱的整机性能提供参考。