齿轮传动系统断齿故障的机理研究

研究了含断齿故障的4自由度齿轮系统的动力学机理。考虑了断齿故障会引起齿轮系统微小的不平衡,及断齿故障对系统啮合刚度的影响,综合建立了齿轮—转子—轴承模型。数值仿真了故障信号,并通过时域图、相轨迹、Poincaré截面图及频谱分析研究了断齿故障引起的响应,及断齿故障的演化对系统动力响应的影响。最后实验模拟了齿轮断齿故障,通过实测振动信号的振动特征能够验证理论分析的结果,从而说明断齿故障理论模型的合理性,能为齿轮系统断齿故障的诊断提供理论依据。     

4340钢齿轮断齿原因

某4340钢齿轮在试验台上运行4 h后发生断齿,通过宏观观察、渗透检测、磨削烧伤检测、金相检验、化学成分分析、非金属夹杂物评定、平均晶粒度评定、硬度测试、渗氮层深度测定、扫描电镜和能谱分析对齿轮断齿原因进行了分析。结果表明：由于齿轮在运行前已存在淬火裂纹,在齿轮运行过程中啮合受力,裂纹扩展导致断齿。     

某风电机组行星齿轮断齿原因

某风电机组行星齿轮在运行约2a后发生断齿.采用化学成分分析、宏观观察、断口分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法,分析了该齿轮断齿的原因.结果表明:该行星齿轮原材料中存在大量聚集的夹杂物,在齿轮服役过程中,夹杂物附近易产生应力集中,从而在该处萌生裂纹,齿轮表面烧伤加速裂纹扩展,最终导致齿轮发生疲劳断裂.     

含复杂断齿故障的行星齿轮动力学研究

针对行星齿轮在恒速、恒负载条件下局部断齿故障难以分析的问题，以行星齿轮传动系统为研究对象，利用能量法建立正常及具有局部断齿故障的齿轮刚度激励模型，通过改变齿轮断齿的长度求得在该条件下的刚度激励并进行对比分析，从而明确故障发生的机理；考虑行星齿轮刚度激励及啮合相位的影响，利用集中参数理论（Lumped Parameter Theory,LPT）建立相应的动力学模型；将求得的刚度激励代入建立的行星齿轮动力学模型，同时在MATLAB中利用自带的ode15s求解器进行求解。最后针对太阳轮y向振动的时域图像及其Fourier变换的频域图像进行分析，得出系统在出现不同程度的故障时的状态变化。该方法可较为准确地判断系统是否存在断齿故障以及断齿故障的严重程度。     

装载机驱动桥大螺旋齿轮断齿失效分析及改进措施

在某装载机驱动桥大螺旋齿轮的开发过程中发现,齿轮在工作一段时间后出现早期断齿失效的情况。通过宏观检验、断口分析、化学成分分析、硬度以及金相检验等方法,对大螺旋齿轮断齿失效原因进行了分析。结果表明:齿根圆角曲率半径和啮合斑点尺寸过小以及轮齿心部硬度较低,导致齿轮根部应力集中作用加强是该大螺旋齿轮轮齿过早疲劳断裂失效的主要原因。最后根据断齿失效原因,对大螺旋齿轮进行了相应的改进,并取得了良好的效果。     

风机齿轮箱齿轮失效分析

某发电厂的风力发电机在运行中齿轮箱出现故障,经现场检查发现在风机某一级传动齿轮中有一个齿轮出现断齿现象,断裂部位在轮齿的中间腰部位置.为了判断风机齿轮箱的断裂性质及原因,对风机齿轮箱断齿残片进行了宏微观观察,对断齿残片基体及断口源区进行了能谱分析,测定了断齿表面残余应力,还对齿轮进行了断口定量分析.结果表明,风机齿轮箱齿轮轮齿失效性质为弯曲疲劳断裂.可基本排除齿轮设计、材质、使用维护方面的异常,齿轮断裂原因在于断裂部位存在夹渣缺陷.     

齿轮传动系统中行星轮断齿故障特征分析

为识别齿轮传动系统中行星轮断齿故障特征及其连带的故障本质特征,建立了2级定轴齿轮+1级行星轮的风电齿轮传动系统量纲-动力学方程。对比研究正常与行星轮断齿故障状态下系统随激励频率变化的故障特性。通过研究发现了行星轮断齿故障引发的脱齿-碰撞现象,断齿故障特征及连带故障特征。依据仿真结果识别出实验信号中无法确定的由行星轮断齿故障引起的连带故障信号,诊断出故障特征表现微弱的行星轮断齿故障。     

传动大齿轮断齿分析

对失效齿轮断口进行了宏、微观分析，结果表明，热处理工艺控制不严而造成齿轮组织不良是导致断齿的主要原因。     

柴油机齿轮失效分析

对断裂齿轮的宏观形貌、显微组织、化学成分及硬度等进行了检验和分析,发现该齿轮的齿根处有明显的黑色网状组织,这种组织严重降低了齿轮的正常使用性能,是造成齿轮早期断齿失效的主要原因.     

粉末冶金齿轮的应用

齿轮是机械零部件中使用最多的一种常见零件,粉末冶金作为一种新兴技术,与用传统机械加工法生产齿轮相比,具有低成本、高效率的特色,本文重点讨论了粉末冶金行业和粉末冶金齿轮的特点和发展前景,以及几种典型的粉末冶金齿轮。     

传动齿轮断裂失效分析

采用金相和扫描电镜等分析方法，对失效齿轮进行了分析，结果表明，该齿轮在正常运行中产生断齿是由于该齿轮的基体材质，力学性能，化学成分和显微组织均未达到技术的要求，加之齿轮表面存在缺陷所致。     

两级定轴齿轮断齿故障的非线性耦合特性研究

为研究两级齿轮传动系统断齿故障的非线性耦合特性,建立了包含时变啮合刚度、齿侧间隙和综合啮合误差等非线性因素的单级及两级齿轮量纲一动力学方程。利用数值方法对建立的非线性微分方程进行求解,获得系统的分岔图、相图及Poincaré截面,对比研究两系统中一级齿轮随激励频率变化的分岔特性及断齿故障下的故障特性。研究结果表明:耦合特性使两级齿轮系统的周期运动区间增加,幅值亦增加,混沌区间缩短并延迟,对混沌起到抑制作用;断齿故障使单级齿轮系统突跳点增加,同时阵发周期运动出现变化,且变化趋势不确定,对于两级齿轮系统仅使阵发周期运动幅值增加。     

PG6531B型燃气轮机减速箱齿轮断齿原因分析

对PG6531B型燃气轮机减速箱齿轮断齿材料的化学成分、力学性能和显微组织进行了分析，并对齿轮断口作了宏微观观察。认为，减速箱齿轮失效的主要原因是齿轮表面脱碳，因而硬度不足，以及脉动偏载荷等造成的。提出了预防措施。     

齿轮断裂原因分析

某摩托车发动机上齿轮在安装试车时发生断齿。采用宏、微观检验和化学成分分析等方法,对断裂齿轮进行了分析。结果显示,失效齿轮表现为过载断裂特征,表明齿轮安装不当,运行时承受很大的应力,同时在齿根部位存在的黑色组织,降低了材料的力学性能,引发裂纹的产生。在上述因素的共同作用下导致齿轮断裂。     

变速箱齿轮断齿分析

对失效齿轮断口进行了宏，微观分析，结果表明，表面机加工刀痕及宏观裂纹是导致齿轮断裂的主要原因；齿根部未淬上火使其强度降低是造成断齿的又一因素，据此，提出了改进措施。     

行星齿轮断齿故障动力学仿真与故障提取

行星齿轮在运动中部件会弹性变形,为此,在刚体动力学模型中引入柔性体的方法,基于ADAMS多体动力学仿真软件,对某船用行星齿轮进行刚柔耦合仿真。在太阳轮出现断齿时将太阳轮和行星架设置为柔性体,重点考虑运动仿真中这两个部件的变形。将发生故障后的动力学响应与正常状态进行对比,比较故障后柔性部件和刚性部件加速度频谱信号的異同,分析断齿故障特征和对应的故障频率。     

钻井泵齿轮轴断齿分析

采用化学成分分析、力学性能测定、金相检验以及断口宏、微观分析等方法，对钻井泵齿轮轴断齿进行了分析。结合对钻井泵服役过程、齿轮轴与曲轴大齿圈相互配合位置关系的调查，以及齿轮轴齿轮弯曲疲劳强度的校核等，认为，齿轮轴断齿主要是由于主轴承螺栓在断裂过程中，使齿轮轴与大齿圈的啮合错位、齿轮偏载，局部在冲击弯曲疲劳作用下萌生裂纹，最终导致疲劳断裂。齿轮轴材料的脆性较大也促进了这一过程的发生/     

大功率柴油机机油泵齿轮失效分析及温压斜齿轮研制

通过对大功率柴油机机油泵齿轮的失效形式的分析,研制了高性能的粉末冶金温压齿轮材料,并与原采用的合金钢材料进行摩擦磨损试验对比,所研制的材料的耐磨性有较大的提高;然后优化了材料的温侣压成形工艺,采用温压模壁润滑旋转模压制了斜齿轮,并进行了油泵齿轮部件可靠性试验和整机耐久性试验;结果表明所研制的粉末冶金温压斜齿轮的耐磨性好、强度高,油泵使用后供油量下降少,满足柴油机部件可靠性和整机耐久性的使用要求.     

回转支承断齿轮分析及解决措施探析

回转支承是一种能够承受综合载荷的大型轴承,可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。随着我国工业自动化发展程度的不断提升,回转支承在工业生产中的应用越来越广,较好地提升了整个工业的自动化水平和生产能力,但是回转支承断齿轮问题严重给整个使用情况带来了较大的影响。该文将回转支承断齿轮作为研究对象,从回转支承断齿的安装、运行和使用等各方面原因分析入手,并针对相关问题提出了回转支承断齿的有效解决措施,以保障设备的正常运转。     

虚拟仪器与传感器融合在齿轮监测中的应用研究

目的研究印刷机齿轮在高速印刷时的振动状况。方法借助Labview软件为平台开发印刷机齿轮振动在线检测仿真系统,并结合虚拟仪器和传感器融合技术,研究印刷机的振动状况。结果通过仿真系统得出原始齿轮振动信号中的啮合频率受转频2倍频(23.6Hz)和3倍频(34.69Hz)调制。结论虚拟仪器与传感器信息融合技术可以监测到印刷机在高速印刷时的振动状况,并通过相关特征波形提取分析,实时检测到齿轮磨损、断齿故障。