风电齿圈氮化工艺分析及改进

风电齿圈是风电齿轮箱中的关键部件,氮化是风电齿圈制造中的最后一道工序,氮化中的硬化层深、脆性、组织、变形关系到齿轮精度和强度等关键指标。论述了风电齿圈氮化原理,针对硬度不足、层深不足、渗层硬度不均匀、脆性、氮化物超标、表面氧化等氮化质量特性不合格的原因进行了工艺分析,并对来料清洗、装炉、升温、保温、降温等具体工艺过程进行分析,明确需要改进的内容。通过改进氮化前风电齿圈调质组织、氮化前装炉工艺、氮化中升温速度,提高了风电齿圈氮化质量特性合格率。     

软氮化在变速器内齿圈上的应用

采用中碳合金钢调质后软氮化方法取代低碳合金钢渗碳淬火对内齿圈进行热处理，能较好地控制其在热处理过程中的畸变，缩短了热处理周期。台架寿命试验结果表明：在一定载荷下，调质软氮化内齿圈可取代渗碳淬火内齿圈。     

热处理工艺的调整对氮化齿圈变形的影响

我公司生产TY320、TY220、D65等变速箱。变速箱由多种氮化齿圈与摩擦片等配合,起调节、减速的作用,存在的主要质量问题是噪声过大。其主要原因是由于氮化齿圈变形过大而引起的,所以在产品质量上对该类氮化齿圈的M值及其变动量ΔM等尺寸要求极严（一般要求ΔM≤0.10mm）。机加工时,在设备保证的前提下,基本上能够达到热处理前的尺寸要求（ΔM≤0.07mm）,但由于该类氮化齿圈直径大、厚度薄、齿数多,热处理时极易产生变形而造成报废。     

内齿单齿淬火感应器设计及研究

减速器的内齿是减速器中的关键部件。在我厂,该齿圈以前的生产流程为：粗车→调质→精车→插齿→氮化→精磨齿处理。     

风电齿轮箱内齿圈的强化途径

内齿圈是风电齿轮箱的核心重要部件,目前多采用渗碳淬火进行内齿强化,然而内齿圈的渗碳淬火畸变严重影响产品质量和生产进度。虽然进行了工艺优选、工装内圈定型淬火等防止变形的措施,取得了一定效果,但对于内齿直径1500mm以上的大型内齿圈的热处理畸变仍很严重,定型工装的制作和后期的磨齿成本仍然很高,同时也严重影响生产周期。有的制造厂采用内齿感应淬火,或内齿氮化处理等齿面强化手段,虽然基本可以解决热处理畸变问题,但同时也存在一些相应不足之处。如感应淬火需要专用淬火机床,     

圆形活齿行星传动中内齿圈应力的研究

首先介绍了圆形活齿行星传动的工作原理,其次对内齿圈与针齿之间的相互作用力进行了理论分析,通过对内齿圈与针齿的受力最大处进行有限元分析,校核了受力复杂的内齿圈的强度.     

基于Pro/E的摆动活齿传动内齿圈三维造型设计及二次开发

利用反转法对摆动活齿传动进行了分析,建立了摆动活齿传动内齿圈的方程;探讨了利用Pro/E设计摆动活齿内齿圈的方法,应用Pro/E的二次开发工具模块program的编程功能,成功地实现了内齿圈的参数化自动造型,从而大大地提高了内齿圈的设计效率.     

基于BP神经网络的齿圈装夹变形预测研究

针对薄壁齿圈的装夹变形问题,将Abaqus有限元仿真与BP神经网络技术应用到了齿圈装夹变形预测中。根据齿圈实际加工装夹情况,应用Abaqus有限元分析软件,建立了齿圈装夹变形的仿真模型,开展了齿圈装夹变形的有限元分析研究,建立了齿圈装夹力及其径向最大装夹变形之间的关系;以Abaqus有限元仿真数据作为训练样本和检验样本,借助BP神经网络良好的预测精度和非线性泛化能力,通过MATLAB神经网络工具箱,建立了基于BP神经网络的齿圈装夹变形预测数字化模型;并根据检验样本对模型进行了检验,预测值与仿真值之间的相对误差在0.05%之内。研究结果表明:建立的基于BP神经网络的齿圈装夹变形预测数字化模型是准确有效的,可以为智能化大数据加工制造环境下的齿圈装夹参数优化提供准确有效的数据。     

某大型齿圈磨齿加工变形仿真研究

大型齿圈成形磨是保证齿圈加工质量的关键工艺,成形磨削时会产生磨削力及大量热,引起磨削变形。借助工程软件Hypermesh、Matlab和ANSYS,基于磨削接触区域模型、磨削力模型和磨削移动热源理论,分析了齿圈成形磨热力作用下的变形预测仿真流程。以某大型齿圈为对象,计算了磨削区域、磨削力和热流率,建立了齿圈成形磨削有限元模型,得到了齿圈成形磨削温度场以及变形场的数值仿真云图,实现了齿圈成形磨削加工温度场以及变形的预测分析,对提高齿圈成形磨削加工精度具有一定的指导意义。     

偏航齿圈的离子氮化工艺研究

偏航齿圈是我公司研制的1．5MW风力发电设备中，风叶转向系统的一个关键零件：外径为2858mm，内径为2100ram，齿高为135mm，单重2312kg，技术要求为工作面氮化处理，要求有效渗层大于0.4mm，表面硬度大于700HV1。[第一段]     

斗轮驱动减速器输出级内齿圈断裂分析

对斗轮驱动减速器的输出级内齿圈进行了受力分析,然后采用ANSYS有限元软件进行了静强度计算,计算结果显示内齿圈的结构比较富裕,但是发现其有向内齿圈外壁发生破坏的趋势,分析了内齿圈发生断裂破坏的各种原因,结合材料探伤检测,找到了内齿圈发生断裂破坏的主要原因是由于内部材料缺陷引起的,并得到了有限元计算结果的理论验证。     

一种特大型转盘轴承齿圈齿形检测方法

针对特大型转盘轴承齿圈齿形检测的难题,提出并实施一种该类轴承齿圈齿形的检测方法,即采用模具、石膏对齿圈进行局部脱模,利用投影仪对模型进行分析,得出齿圈齿形的有关参数,以实现特大型转盘轴承齿圈齿形的精度检测。通过试验证明,该检测方法简单、可靠,有效地解决了特大型转盘轴承齿圈齿形的检测难题。     

基于有限元的大型风电齿圈制造技术的研究

从制约齿圈制造加工的瓶颈--热处理与机械加工的前后关系入手,从多学科的角度出发,应用有限元分析方法对齿圈进行热处理仿真,提出应用试样分析、热处理动态仿真分析相结合的方法来解决齿圈加工过程中热处理对其机械加工影响等问题,极大地提高了大型齿圈的加工效率与制造精度.     

变厚度齿圈柔轮空间变形规律研究

鼓形齿可改善齿面间的啮合状态,提高谐波齿轮的负载能力.为揭示鼓形径向修形形成的变厚度齿圈柔轮的变形规律,提出了变中面半径齿圈的空间变形理论计算方法.推导出轴向中面半径变化的齿圈中线的径向、周向及转角位移公式.建立了包含真实齿廓的参数化实体单元杯形柔轮有限元模型,通过接触分析计算了齿圈轴向前、中、后横截面内的中线变形;齿圈各截面的有限元结果与理论值吻合良好.通过与等厚度齿圈模型对比,研究了变厚度齿圈的空间变形特征.结果 表明,变厚度齿圈加剧了母线的非线性特征;从中截面到后截面的长轴区母线和从前截面到中截面的短轴区的母线非线性特征更显著.     

摆动活齿内齿圈齿形误差测量方法研究

分析摆动活齿传动关键零件—中心轮内齿圈的成形原理和加工方法 ,探讨测量中心轮内齿圈齿形的原理和方法。采用三坐标测量机测量内齿圈齿形 ,并求解出内齿圈齿形误差 ,证明其加工原理是可行的。     

变速传动轴承内齿圈齿廓修形方程的分析与研究

根据变速传动轴承中内齿圈齿廓的性质和廓形加工的目标 ,在对变速传动轴承理论齿廓曲线方程进行仿真分析的基础上 ,提出采用数控插齿机进行内齿圈齿廓基本成型 ,采用数控磨床进行分段修形 ,并推导出了内齿圈齿廓修形方程 ,给出了各个参数的确定方法 ,对解决变速传动轴承以及采用推杆活齿的传动机构内齿圈的数控加工与修形问题 ,都具有极其重要的指导意义。     

内外局部约束下内齿圈滚轧成形

提出一种内外局部约束高效滚轧成形内齿圈新工艺,完成相关工艺构架并分析了其成形过程内外滚轧模具及工件的运动特征。搭建了采用2对滚轧模具的内齿圈滚轧试验平台,实现了内齿圈滚轧;建立多对滚轧模具内外局部约束下内齿圈滚轧过程有限元模型,完成了采用2对滚轧模具和3对滚轧模具的内齿圈滚轧过程有限元分析。试验与有限元结果表明,齿形形状完整、轮廓清晰,达到了设计齿高要求,内齿圈滚轧成形工艺可行;和试验获得齿高相比,有限元模型对齿形预测误差小于5%;通过适当的模具和坯料几何参数调整,可控制成形齿高、改善端面成形质量。研究结果对内复杂型面零件的高效省力成形工艺具有理论意义和参考价值。     

计入齿圈柔性的直齿行星传动动力学建模

为揭示齿圈柔性对传动系统动态性能的影响,在系杆随动坐标系下建立计入齿圈柔性的直齿行星传动精细化动力学模型,建模中计入时变啮合刚度、支承刚度、陀螺效应和齿圈柔性等诸多影响因素。采用有限段单元的离散化建模方法,将连续体的柔性齿圈离散成由等效虚拟弹簧连接的刚性齿圈段,并推导齿圈段与行星轮的啮合判据。通过分析各构件间的相对位移关系及其受力,最终建立系统的运动微分方程。以三行星轮的NGW型直齿行星传动为例对其进行固有特性分析,得出系统的低阶固有频率分布及相应的振动模式,并进一步分析齿圈柔性和安装方式对系统固有特性的影响。研究结果表明,直齿行星传动的振型可归结为中心构件(太阳轮、系杆)扭转振动和中心构件平移振动两种模式,两种模式下齿圈和行星轮均做复杂平面振动;齿圈的柔性会降低系统的低阶固有频率,且其影响程度与齿圈安装方式有关,齿圈完全固定时其影响最小,径向浮动或周向转动时影响较明显。     

行星齿轮内齿圈的多柔体动力学分析

以多柔体动力学理论为基础,研究了行星齿轮内齿圈在啮合过程中的动力学行为.构建了基于UG的虚拟样机模型.对系统进行了分析、计算及数值仿真,求解得到轮缘厚度系数与内齿圈应力/应变的定量关系及动应力沿内齿圈的分布规律,并对内齿圈进行了结构优化.结果表明,适当降低内齿圈的轮缘厚度系数,可有效降低振动、冲击与噪声,从而提高机构的疲劳寿命.     

考虑结构柔性的电动轮毂NW行星传动啮合特性分析

电动轮毂传动NW型行星齿轮减速器为研究对象,设计了该NW行星传动几何参数,考虑齿圈的柔性建立了电动车轮毂驱动NW轮系啮合分析模型.研究了齿圈厚度对齿圈变形和轮系传动误差的影响规律,分析了齿轮副的啮合印痕分布,并对齿轮进行了修形研究.基于行星销轴位置误差定义分析,研究了行星销轴位置误差对行星传动均载的影响.结果 表明,齿圈厚度对齿圈变形影响较大,齿圈厚度越厚,齿圈变形越小,呈现非线性变化,且轮系的传动误差减小;轮齿修形有效地改善了轮齿啮合偏载现象;行星架销轴切向位置误差对NW行星传动均载影响较大,而径向位置误差对均载影响较小.