基于Ansys起重机用鼓形齿联轴器有限元分析

为解决传统的齿式联轴器理论计算公式不适用于重载起重机用鼓形齿联轴器这一问题,基于Ansys对某起重机用卷筒鼓形齿联轴器展开有限元分析,得到其应力应变分布特点,并基于此对此类联轴器常见故障展开分析,结果表明:起重机用鼓形齿联轴器最大应力位于齿轮副的外齿处,达到556.74 MPa,在法兰盘单个连接螺栓上也存在较大内应力,为49.748 MPa,有限元计算结果与理论计算值相差<5%;起重机用鼓形齿联轴器的主要失效形式为连接螺栓断裂和齿面磨损破坏,可通过定期检验和添加润滑油脂等形式改善。     

大型船用鼓形齿联轴器的有限元分析

针对齿轮手册和一般鼓形齿联轴器的简化公式不适用于大型船用鼓形齿联轴器这一问题,运用自主开发的鼓形齿联轴器设计分析系统,以某船用鼓形齿联轴器为例,建立了高精度的鼓形齿联轴器模型,将模型数据导入ANSYS软件中,进行轮齿的有限元分析,得到了理想对中和极限不对中条件下,轮齿的应力分布及其变化规律,为大型船用鼓形齿联轴器的设计提供了依据。     

鼓形齿联轴器在折叠机构中的应用

将鼓形齿联轴器应用于折叠运动中,得到了新型的鼓形齿联轴器折叠机构。基于Adams虚拟样机对该折叠机构开展了运动仿真及分析,得到了机构实现折叠所需要的鼓形齿联轴器的最大角位移。依据鼓形齿联轴器的最大角位移量确定了鼓形齿的修形参数。     

高速动车联轴器鼓形齿动力学特性分析和研究

鼓形齿联轴器是动车驱动装置的关键部件之一。为了提高我国高速动车鼓形齿联轴器的设计和制造水平,实现国产化,研究了鼓形齿动力学特性。导出了自由振动方程及固有频率方程。建立了联轴器鼓形齿的有限元模型。对几种不同鼓形量的鼓形齿进行了结构动力学和强度分析,得到了联轴器鼓形齿的动态特性和接触应力。最后制造了样机,进行了模态试验,验证了理论分析的正确性。     

鼓形齿联轴器的研究发展及应用现状

鼓形齿联轴器悬机械工业基础件之一,近些年来在生产实践中愈来愈被人们所重视。文中概述了国内外鼓形齿联轴器的研究发展,理清了鼓形齿联轴器的研究发展走向,并介绍了鼓形齿联轴器的应用现状。最后,针对鼓形齿联轴器今后的发展趋势提出建议。     

应用于刮板输送机鼓形联轴器的有限元分析

在链轮轴与减速器轴间应用鼓形齿联轴器代替传统花键联接[1],当刮板输送机链轮发生故障时可方便拆卸,可解决不拆减速器的前提下拆链轮。针对该鼓形联轴器提出了一种快速三维建模与有限元分析方法,对鼓形齿联轴器的接触应力与弯曲变形进行有限元分析,提高了联轴器选型与强度校核时间,同时也为鼓形联轴器的改进与优化提供参考依据。     

大倾角鼓形齿联轴器轮齿强度分析探讨

针对鼓形齿联轴器工作中普遍存在轴间倾角的现状,介绍了不同轴间倾角下的轮齿强度计算方法,并对大倾角状态下的鼓形齿联轴器运动形态进行了分析。建立了鼓形齿联轴器轮齿有限元模型,并对其进行仿真计算。结果表明,5°大倾角状态下的鼓形齿联轴器轮齿强度明显下降,其安全系数应至少为无倾角状态下的4倍。上述分析研究可为大倾角鼓形齿联轴器产品设计提供参考依据。     

GCL13型鼓形齿联轴器的结构参数分析与优化

鼓形齿联轴器是从齿轮联轴器发展而来的一种广泛应用于冶金业、煤矿业和船舶机械中重要的机械零件。为了满足先进机械设备性能的需求,对鼓形齿联轴器进行力学性能研究以提高其使用寿命十分重要。文中以GCL13型鼓形齿联轴器为研究对象,对其进行力学性能研究,首先在ANSYS软件中创建GCL13型鼓形齿联轴器有限元模型。然后模拟典型工况进行静力学分析,得到齿轮齿面的应力分布云图。最后通过所得到的各参数对鼓形齿承载性能的影响规律,进而为鼓形齿联轴器参数优化提供理论依据。     

鼓形齿轮联轴器简介

在国际上工业发达的国家早在五十年代就应用鼓形联轴器,并且逐步制定成标准系列,广泛应用。近年来我国从国外引进的成套设备,其中齿轮联轴器几乎都是鼓形齿,可以预言,不久的将来,鼓形齿联轴器终将取代普通直齿联轴器。我厂承担宝钢轧机备件任务,对宝钢1300初轧厂应用的日本三菱公司制造的MT型鼓形齿联轴器进行测给分析、试制,积累了一些经验。鼓形齿轮联轴器是由普通直齿     

鼓形齿联轴器设计技术综述

鼓形齿联轴器以其结构紧凑、承载能力大、适用速度范围广等特点,在船舶、风电、航空、冶金等工程领域得到广泛应用,其性能直接影响整机的性能。目前,针对鼓形齿联轴器的设计分析,国内外学者已经开展了广泛的研究工作。从鼓形齿联轴器的应用现状、鼓形齿齿面加工、几何接触分析、承载接触分析、磨损强度、动力学等方面系统地评述了国内外学者对鼓形齿联轴器的设计分析的研究现状,结合船用特大鼓形齿联轴器尺寸大、传递转矩大以及工作环境恶劣等特点,给出了船用鼓形齿联轴器需要进一步研究的问题。     

Performance studies on salt bath treated low-carbon steel gears

Tufftride TF1 treated low-carbon steel gears were tested in a back-to-back gear test rig. The purpose was to generate design data and to obtain information on the mechanism of failure. Contact stress versus cycles to failure (S-N) curve has been plotted, and the results correlated with data obtained from rolling contact fatigue tests. In an attempt to obtain a clear understanding of events at the contact surfaces of gear teeth, a complete analysis of gear operating conditions was made and the results are presented. Failure investigations have been performed using optical and scanning electron microscopes     

考虑强度退化和失效相关性的风电齿轮传动系统动态可靠性分析

针对随机风作用下风力发电机齿轮传动系统失效率高的问题,研究了随机风引起的风力发电机传动系统外部风载荷以及内部由齿轮、轴承刚度及综合啮合误差等引起的内部动载荷激励,基于集中质量法建立了风电齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学模型。在对模型进行仿真求解的基础上,分别求得了传动系统中各齿轮和轴承的动态接触应力-时间历程。将载荷作用过程视为随机过程,推导出随机载荷作用下的等效载荷累计分布函数,从系统层面上建立了基于应力-强度干涉理论的风力发电机齿轮传动系统动态时变可靠性模型,模型考虑了零件的失效相关性和强度退化因素,研究了失效相关性和强度退化对风电齿轮传动系统可靠度和失效率的影响规律,为风力发电机齿轮传动系统动态设计和可靠性优化设计奠定了基础。     

IEWT和FSK在齿轮与滚动轴承故障诊断中的应用

改进的经验小波变换方法(improved empirical wavelet transform,简称IEWT)是一种新的自适应性信号处理方法,将这种方法和快速谱峭度(fast spectral kurtosis,简称FSK)相结合,进行齿轮与滚动轴承的故障诊断。首先,采用IEWT对信号进行分解,筛选出故障特征最为明显的2个分量并重构信号;其次,对重构信号进行快速谱峭度滤波;最后,对滤波后的信号进行包络谱分析,提取出信号的故障特征。分析齿轮断齿及滚动轴承故障信号,与直接包络谱和基于EMD经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)方法的FSK滤波包络谱分析方法相比可知,采用IEWT处理后再进行FSK滤波的信号进行包络谱分析更具有区分性,可有效识别齿轮和滚动轴承的故障特征。     

齿轮齿向位置偏差的双面啮合综合检测

简要介绍了国外开发的新型齿轮双啮仪的结构特点,分析了影响齿向位置偏差的工艺因素,初步探讨了齿轮齿向位置误差的双面啮合综合测量原理。带二维测量机构的新型双啮仪可从齿轮双面啮合滚动检测中获取更多的齿轮精度及加工工艺系统信息,在汽车、摩托车齿轮制造业具有广阔的应用前景。     

端面齿轮滚压加工技术研究

针对端面齿轮的加工,提出了不同于传统加工的端面齿轮滚压加工新工艺。根据滚压加工技术要求,对使用设备和工装进行了设计,根据实验测出的数据,从轮齿齿顶卷曲、轮齿精度、表面硬度和滚压的加工效率进行了分析并得出结论:小模数端面齿轮滚压加工切实可行,为进一步实现端面齿轮滚压加工工业化推广奠定了基础。     

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。     

随机风作用下风力发电机齿轮传动系统动载荷计算及统计分析

针对风力发电机齿轮传动系统在随机风作用下失效率高的问题,在模拟真实风速的基础上,建立考虑外部随机风载及内部齿轮时变啮合刚度、轴承时变刚度及综合传递误差等激励因素的风力发电机齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学模型,通过对动力学模型进行仿真计算,得到各齿轮副的动态啮合力和各支承轴承的动态接触力。结合有限单元法和赫兹接触理论,得到关键零部件的应力时间历程,采用雨流计数法对应力时间历程进行统计分析,得到传动系统各关键零部件承受载荷的应力谱及概率分布函数。研究结果为风力发电机齿轮传动系统的动态可靠性分析和疲劳寿命预测奠定基础。     

齿轮座的预装工艺

齿轮座是轧钢厂各种轧机的传动装置,承担很大的传动荷载。齿轮座各部件在制造加工完成后都要进行预装、形成齿轮座整体设备,达到安装条件。针对轧钢厂各种轧机传动齿轮座预装工作的难点,通过对预装过程进行认真剖析研究,找出其中的影响因素和薄弱环节,制定出了拉杆螺栓的热装、齿轮轴及轴承的预装、粗刮轴承、精刮轴承的工艺措施。使齿轮座的垂直度、水平度、齿轮啮合、各部位间隙、紧力都达到国家标准。使齿轮座达到整体安装的技术要求。     

基于时变零相位滤波的变转速滚动轴承故障诊断

针对变转速下齿轮箱中滚动轴承故障调制特征的提取与分离,提出了基于时变零相位滤波的变转速滚动轴承故障诊断方法。该方法先用线调频小波路径追踪(CPP)算法从齿轮箱滚动轴承故障振动信号中估计出齿轮啮合频率,由啮合频率除以齿数得到齿轮箱的转速,同时,采用Hilbert包络解调方法获取轴承故障振动信号的包络信号;然后根据获取的转速信息设计各阶时变零相位滤波器;再采用各时变零相位滤波器对包络信号进行分析,获取各调制信号;最后,利用转速信号对求取的各调制信号进行阶次分析,并根据各阶次谱来诊断滚动轴承故障。算法仿真和应用实例分析表明,该方法可有效提取和分离变速齿轮箱中滚动轴承的各阶故障调制特征。     

基于UG的椭圆锥齿轮的仿真加工

椭圆锥齿轮是球面大端节曲线为椭圆的非圆锥齿轮。根据齿轮空间啮合原理和渐开线齿轮齿廓成型原理,提出了一种利用UG仿真加工获得椭圆锥齿轮齿形的方法;当圆锥齿轮的节圆在非圆锥齿轮节曲线上作纯滚动时,圆锥齿轮的齿廓便在非圆锥齿轮上包络出齿轮的齿廓。因此,首先建立了圆锥齿轮和椭圆齿轮的数学模型和几何模型,其次推导出了模拟纯滚动的数学方法,最后利用UG的二次开发功能仿真加工得到带有渐开线齿廓的椭圆锥齿轮模型。