初始齿面点缺陷斜齿轮磨损模式演变与状态评估

为了探究如大型风电齿轮初始缺陷存在下的摩擦磨损机制与演变历程,避免齿轮发生开放式磨损和重大故障,对初始齿面点缺陷下的斜齿轮磨损特征与演变过程进行研究。实验采用控制变量法,在自制齿轮磨损实验台上分别进行了3组不同工况条件下的磨损实验,分别设置了正常齿轮与缺陷齿轮、低载工况与重载工况条件的对比实验。采用振动监测和油液检测技术,对齿轮箱振动情况以及齿轮产生的磨粒进行统计分析,结合轮齿表面的微观形貌分析,对重载工况下缺陷齿轮磨损衰退过程进行准确评估。结果表明：初始缺陷将导致齿轮表面应力集中且数值高达数倍,而初始圆坑缺陷附近却无异常磨损特征;初始圆坑缺陷会缩短齿轮稳定磨损期,削减齿轮使用寿命,磨损后期导致磨损加剧、振幅增加数倍且伴随较大冲击载荷。     

典型故障对直齿轮啮合刚度的影响

以外啮合圆柱直齿轮为研究对象,采用有限元法计算典型故障齿的啮合刚度,分析故障齿齿面应力分布特征以及主动轮的齿向载荷分配,研究含齿根裂纹、齿面断裂、齿面点蚀故障的齿轮副对啮合刚度的影响以及载荷变化引起的裂纹故障齿的啮合刚度的变化。分析结果表明:贯通裂纹齿啮合刚度相比斜裂纹齿啮合刚度变化明显,单齿啮合刚度变化更为突出;载荷较小时裂纹故障齿啮合刚度随载荷增大而增大,载荷超过一定值后啮合刚度趋于定值;齿面断裂面的大小严重影响齿轮啮合刚度。     

基于齿面缺陷激光修复几何数学模型的齿轮修复

激光熔覆作为一种再制造技术被广泛应用在机械零部件的修复。 在采用激光熔覆技术对齿轮齿面缺陷进行修复时,为减小后续机械加工的难度,应使轮齿齿面上的熔覆层轮廓接近齿轮的原始齿廓。 基于齿廓加工原理建立了齿面缺陷激光修复几何数学模型。 通过此修复几何数学模型可计算得到修复齿廓不同部位时,轮齿需要偏转的角度以及偏转后齿廓待修复区域的倾斜角度。 实验结果表明,利用该几何数学模型对齿轮齿面缺陷采用激光熔覆技术进行修复,可以使轮齿齿面上熔覆层的轮廓与齿轮原始齿廓较为接近,并且熔覆层轮廓与齿轮原始齿廓的距离不超过 0. 7 mm;此外,轮齿齿面在熔覆过程中虽然倾斜角度最大达到 51. 84°,但熔覆层轮廓与齿轮原始齿廓的最小距离不小于 0. 1 mm。     

燃油泵齿轮受力分析及其近似计算方法

为精确计算外啮合斜齿齿轮泵的径向力大小和方向以及轴向力大小,以某型燃油泵为研究对象,采用PumpLinx软件仿真得到外啮合斜齿齿轮泵工作过程中主、从动齿轮所受液压力矩的精确值,进而计算齿轮所受啮合力和液压力,获得不同工况下合力大小和方向,最后通过数据拟合给出主、从动齿轮的径向力以及主动齿轮的轴向力关于泵进出口压差、齿宽和齿顶圆直径的经验公式。在变工况下进行了对比分析,结果表明：仿真计算结果与经验公式计算结果吻合。研究结果为某型燃油泵轴承的设计与校核提供了参考,也为系列泵齿轮的受力分析提供了一种近似计算方法。     

成形法大轮准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计与理论检验

建立了准双曲面齿轮传动成形法大轮齿面的数学模型,该数学模型不包含机床调整参数,仅与齿轮和加工刀盘的几何结构参数有关.在大轮轴截面内描述空间齿面啮合的接触点迹线,根据点啮合齿面主动设计原理和方法,得到了成形法大轮准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计的计算公式.提出了一种检验点啮合齿面主动设计过程和结果正确性的理论方法,并提供了用于检验的计算公式.最后,给出了一个成形法大轮准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计与理论检验的算例.     

扩大沿齿长方向的接触率以提高低速重载齿轮寿命

对一付按给定的条件设计制造的齿轮,在实际工作啮合中,各种制造误差、装配误差以及轴和箱体等的变形都要综合地反映到相啮合轮齿的接触上,这就使得实际接触状态与设计计算所设定的条件有所不同。这是造成设计寿命与使用寿命不一致的一个重要原因。对一个轮齿来说,其载荷分布可分为沿齿高方向和齿长方向来考虑。对低速重载齿轮,沿齿长方向的载荷分布它将成倍的增加齿的接触压应力。两相啮合的轮齿,如果沿齿长方向的接触线达不到理论的长度,则势必在接触线一端紧贴而     

S40C钢制齿轮表面裂纹产生原因分析

S40C钢制齿轮服役一段时间后,单个齿面出现裂纹状缺陷。采用宏微观分析、金相检验、显微硬度测试等方法,对该齿轮缺陷产生的原因进行分析。结果表明:齿面裂纹状缺陷为接触疲劳所致,造成局部接触疲劳裂纹产生的根源是齿面存在磨削烧伤,显著降低齿面硬度,改变齿面强度梯度分布,在循环啮合作用下出现接触疲劳开裂。进一步地,对感应淬火齿轮齿面硬度降低的影响因素进行详尽的阐述,并结合不同啮合状态下齿轮强度曲线和剪切应力曲线之间的相互关系,论述常见的齿轮剥落现象及失效机理。     

基于非线性有限元接触理论行星齿轮副瞬态啮合特性研究

为了比较分析风电行星齿轮副啮合面和非啮面瞬态接触特性的差异,根据非线性有限元接触理论,建立了某风电增速用输入级传动机构NGW型行星轮系的非线性有限元模型,对行星齿轮副的瞬态啮合过程进行了动力学实验研究,获得了行星轮系构件齿廓不同啮合位置应力的时间历程曲线。研究表明啮合轮齿廓不同位置的应力具有相似的变化规律;与外啮合的行星齿轮轮廓应力相比,内啮合行星齿轮齿廓的应力较大。在此基础上,对比分析了风电行星齿轮副的关键工况参数对啮合面和非啮合面的瞬态接触的影响,为以改善行星齿轮啮合性能和可靠性为目标的动态优化设计方案确定提供有益的指导。     

盾构主减速机齿轮热疲劳分析

因为盾构主减速机低速、重载的工作特点,工作时遇到的主要问题是齿轮发热严重及齿面点蚀甚至断裂。将减速机低速级太阳轮轮齿啮合过程离散化为20个啮合姿态,通过对齿轮热力耦合接触有限元模型进行仿真分析,研究温度场对齿轮动态啮合接触的影响。基于修正后的S-N曲线,将每个啮合姿态视为一个时间步,利用nCodeDesignLife分别计算了考虑和未考虑齿轮温度场影响的接触疲劳寿命。结果表明:齿轮啮合接触时,热力耦合接触应力值普遍大于非热力耦合接触应力,两者分布规律相似;计算低速级太阳轮疲劳寿命,热力耦合接触疲劳寿命为常规接触寿命的0.74,齿轮的温升对齿轮的接触疲劳寿命存在较大的削弱作用。     

EQ145汽车后桥被动圆锥齿轮断齿分析

从某汽车配件厂退回的编号为08CF5-200的41齿EQ145汽车后桥被动圆锥断齿齿轮使用不到5个月发生早期损坏。从图1（a）200号齿轮看出有3个齿出现凹型折断,中间一个齿呈整齿断裂,两边两个齿分别在小端和大端产生断裂,与螺旋伞齿轮啮合情况吻合。在相隔5个齿后又出现5齿齿顶损伤现象。图1（b）327号齿轮有5个齿折断,断裂形式与200号齿轮一样,只是多断两个整齿,其它轮齿完好无损。另外08CF2-158、07CF9-57的齿轮断裂状态类同。为了找出圆锥齿轮断齿的原因,分别从材料的化学成分、硬度分布、显微组织、受力情况等方面进行了测试与分析。     

采煤机销轨轮强度分析及齿形优化设计

基于齿轮啮合原理,利用坐标变换方程推导出销轨轮与销排啮合的齿廓方程,根据齿廓方程构建销轨轮的实体模型,并利用有限元软件ANSYS计算出齿轮根部的弯曲应力,找出销轨轮齿廓的应力敏感部位。应用ANSYS中的优化设计功能,以销轨轮齿根部弯曲应力最小为目标,对两组不同设计变量下的目标函数进行优化设计,获得了销轨轮最佳齿廓形状和齿形参数。     

采煤机销轨轮强度分析及齿形优化设计（英文）

基于齿轮啮合原理,利用坐标变换方程推导出销轨轮与销排啮合的齿廓方程,根据齿廓方程构建销轨轮的实体模型,并利用有限元软件ANSYS计算出齿轮根部的弯曲应力,找出销轨轮齿廓的应力敏感部位。应用ANSYS中的优化设计功能,以销轨轮齿根部弯曲应力最小为目标,对两组不同设计变量下的目标函数进行优化设计,获得了销轨轮最佳齿廓形状和齿形参数。     

盾构机主轴承内啮合齿轮修形优化设计

齿轮修形是降低轮齿啮入、啮出时冲击,降低齿轮副齿面应力峰值,缓解应力沿齿宽分布不均现象,使得传动平稳性提高的重要手段。结合盾构机实际工作载荷,基于KISSsoft对盾构机主轴承齿轮进行齿廓、齿向修形优化研究,针对单因素齿廓修形、单因素齿向修形、综合修形方案进行横向对比,通过对齿轮进行接触性能分析,对比修形前、后的传动误差幅值、赫兹接触应力在齿宽方向分布情况以及最大齿根弯曲应力。通过Ansys Workbench软件对未修形和确定的最优修形方案进行有限元仿真,验证其振动加速度和动态啮合应力优化程度。结果证明,采用适当的修形方案可以减小齿轮传动误差幅值,避免了轮齿啮入时出现载荷突变的情况,并且优化了齿面偏载的情况,进而使得齿轮啮合传动性能得到了提高,传动更加稳定。     

考虑啮合错位的斜齿轮复合修形优化研究

为了减少斜齿轮传动因啮合错位导致的齿面偏载、传递误差增大、啮合冲击增大,研究考虑啮合错位的斜齿轮复合修形方法,讨论修形前后不同错位量下齿面啮合性能的变化规律。该方法考虑了啮合错位对齿轮啮合性能的影响,基于斜齿轮啮合接触计算模型,以齿面载荷分布、传递误差、啮合冲击等性能指标为评价依据,进行了“螺旋角修形+齿廓鼓形修形”的复合修形。结果表明：基于多目标的“螺旋角修形+齿廓鼓形修形”复合修形能有效改善因啮合错位造成的齿向偏载,且在降低传动误差峰峰值和改善啮合冲击方面显著优于单一的螺旋角修形,能较全面地改善斜齿轮的啮合质量。     

直齿面齿轮增量制造技术研究

直齿面齿轮是一种平面齿圈齿轮,通常与直齿圆柱齿轮相啮合。由于其独特的啮合方式,所以直齿面齿轮不仅被用于传递相交轴线的运动和动力,而且相比于传统齿轮(如圆柱齿轮、圆锥齿轮)还具有重合度高、传动平稳、噪声低、扭矩分流效果好等传动优势,这些优势使得直齿面齿轮被广泛应用在低速和高速、轻载和重载的众多传动领域中。研究采用快速成型技术制造直齿面齿轮,并讨论模型的收缩率等问题。     

利用轴承偏心套调整斜齿轮副的接触状态

针对硬齿面重载减速机,详细分析了利用轴承偏心套调整圆柱斜齿轮副接触状态的原理,并结合生产实际提出切实可行的操作规程。新方法减小了斜齿轮副接触状态调整的原理误差,能有效消除斜齿轮传动的偏载,从而提高重载齿轮的使用寿命。     

基于KISSsoft的电动汽车变速箱齿轮修形优化设计

以某电动汽车变速箱二挡斜齿轮副为研究对象,基于KISSsoft对斜齿轮进行修形优化研究,通过选用合适的修形方案,对修形前、后的齿轮进行接触分析,对比修形前、后的传递误差、闪温、齿面载荷分布,结果证明,采用合适的修形方案能减小齿轮传递误差,降低轮齿在啮合时的瞬时接触温度,避免了齿顶、齿根受载过大以及载荷突变等现象产生,改善了齿轮啮合传动性能,降低了齿轮传动产生的振动和噪音,使传动更加平稳。     

斜齿齿轮泵卸荷槽与齿斜角的计算

一困油容积的计算齿轮泵按齿形分类,可分为直齿齿轮泵,斜齿齿轮泵,人字齿齿轮泵及特殊齿形齿轮泵等。同直齿齿轮泵相比,由于斜齿齿轮泵输出流量均匀,压力波动小,因此在许多液压设备中也有不少应用。象直齿齿轮泵一样,斜齿齿轮泵的重叠系数ε通常大于1(ε>1),因此在其相啮合的两齿之间所封闭的容积部分,会产生困油现象(图1)。在啮合过程中,该容积首先逐渐减小(受压缩),而后又逐渐增大(膨胀)。困油容积的压缩量ΔV_1和膨胀量ΔV_2分别按下式计算:     

含太阳轮故障因素的行星齿轮传动系统动态特性研究

基于故障因素对行星齿轮系统动态特性的影响,用赫兹接触理论,在考虑齿面接触刚度特性的条件下引入弯曲刚度,建立新的传动系统动力学模型。利用扭簧刚度变化分别引入太阳轮裂纹和断齿2种故障因素,分别模拟了行星齿轮传动系统在不同故障因素影响下的运转状态。通过分析动载荷谱、太阳轮浮动轨迹研究故障因素对行星齿轮传动系统动态特性的影响。结果表明:太阳轮出现裂纹故障时,太阳轮浮动轨迹随着裂纹的加深逐渐扩大;在经过裂纹轮齿时,行星轮与内齿圈啮合力振幅少量增加;太阳轮出现断齿故障时,太阳轮浮动轨迹在啮合处发生瞬时大幅度偏移;行星轮与内齿圈啮合力振幅较大,在频域图的低频区域出现大量边频带;故障因素对传动系统的影响随工况条件的改变而变化。     

机器人用关节减速器的失效分析及改善措施

结合理化检测分析和有限元应力分析,研究了机器人用关节减速器摆线轮及行星轮在寿命试验过程中接触疲劳失效的成因.结果表明:摆线轮齿面失效形式为胶合,行星轮齿面失效形式为过度磨损.摆线轮和行星轮齿面接触疲劳强度设计值均满足服役要求,所用材料符合设计要求.根据金相检测结果,行星轮表面热处理性能不符合设计要求,导致齿面硬度和接触...