人字齿轮承载接触分析的模型和方法

针对人字齿轮啮合特点,建立人字齿承载接触分析的模型.首先采用有限元方法计算得到工作齿面网格结点的柔度系数,通过插值获得啮合周期内全部瞬时接触椭圆长轴离散点的柔度系数.根据啮合周期内各接触位置轮齿啮合情况组成齿面接触点法向柔度矩阵,并通过叠加获得齿轮副的齿面法向柔度矩阵.考虑轴变形对齿面柔度矩阵的影响,将轴变形产生的附加矩阵叠加到齿面法向柔度矩阵中,从而获得齿轮系统的柔度矩阵.然后根据轮齿变形位移协调方程.引入力平衡条件和非嵌入条件,建立人字齿轮接触问题的数学规划模型,以一对试验人字齿轮为例,通过时承栽传动误差的比较.测量幅值与理论幅值分剐为0.451 669"和0.43",二者相差很小,验证了所建模型的正确性.     

混合弹流润滑条件下风电行星直齿轮内啮合动态特性分析

当大型风力发电机在低速重载条件时,齿轮在混合弹流润滑条件下的啮合动态特性难以分析.针对该问题提出齿面接触并联刚度模型,建立行星齿轮啮合动力学模型.基于粗糙峰承载平衡理论,将承载因子理论引入刚度模型中,并与混合弹流润滑理论相结合,可得出计算齿面油膜刚度的新公式,为齿轮混合弹流润滑问题研究提供参考.通过计算结果,可认为在混...     

重载齿轮的最佳轮齿修形

本文给出了计算多对齿同时啮合轮齿接触线载荷分布的方法．并根据轮齿的啮合状态确定轮齿的最佳修形参数。利用作者编制的计算机程序研究了最佳轮齿修形参数对载荷分布系数的影响．     

喷油方式对斜齿轮齿面温度的影响

为探讨喷油方式对齿面温度的影响，以斜齿轮为研究对象，通过CFD仿真和试验研究不同喷油方式对斜齿轮齿面温度的影响。针对斜齿轮喷油润滑过程的特点，分析其齿面摩擦生热量，简化轮齿喷油润滑计算模型，并基于CFX进行齿面对流换热仿真研究，得到了不同喷油方式下的齿面温度；基于功率开放式斜齿轮试验平台，对不同喷油方式下的齿面温度进行了试验测量，与仿真计算结果进行对比分析。结果表明：在高速重载斜齿轮传动系统中，啮出侧喷油润滑的方式比啮入侧喷油润滑方式的冷却降温效果要好。     

含混合弹流润滑摩擦力的风电行星齿轮动力学模型

针对风电行星齿轮传动系统,根据齿轮啮合特性,系统地分析推导太阳轮-行星轮、内齿圈-行星轮单、双齿啮合时各啮合齿面的摩擦力臂。基于混合弹流润滑模型,分析各啮合齿面间的摩擦力。建立包含混合弹流润滑摩擦力、时变啮合刚度、传动误差与齿侧间隙等因素的多自由度的平移-扭转耦合集中参数非线性动力学模型。算例结果表明,作为一种内部参数激励,摩擦力加剧了系统沿啮合线方向的振动;与边界润滑相比,混合弹流润滑能减小系统的振动。实验证明,该模型可很好地预测风电行星齿轮的非线性动力学特性。     

船用柴油机正时齿轮动态热摩擦特性分析

船用柴油机正时齿轮具有尺寸大、变速比高、传递功率密度高和结构布局紧凑等特点，苛刻的工况作用于齿轮润滑-接触界面，导致摩擦力过大、温度过高，进一步引发齿面磨损、胶合等失效问题．针对船用柴油机正时齿轮的典型工况，采用多重网格法和多重网格积分法，研究热效应作用下齿轮一个啮合周期中的油膜厚度、油膜压力、摩擦系数及关键啮合点温度变化，并对不同工况及结构参数的船用柴油机正时齿轮的润滑状态进行了预测、分析与优化．结果表明：在一定范围内，增大齿轮宽度、提高传动比及转速能有效改善船用柴油机正时齿轮的润滑状态．考虑实际工况条件，优化结构参数(压力角和模数)能有效降低齿轮啮合过程中的摩擦及温度．     

齿面粗糙度对风电齿轮箱行星轮系动力学特性影响

为研究齿面粗糙度对行星轮系动力学特性的影响,提出行星轮系齿轮副动态承载接触分析与系统振动位移耦合方法。以某型兆瓦级风电齿轮箱行星轮系为研究对象,基于分形理论对轮齿粗糙表面进行分形表征,通过齿轮副啮合变形协调条件,构建齿面动态承载接触状态与构件振动位移、粗糙齿面啮合误差以及摩擦力的关联关系,建立风电齿轮箱行星轮系动力学模型,分析粗糙齿面啮合误差与摩擦力对系统动态特性的影响。结果表明：随着粗糙度的增大,齿面载荷峰值与波动幅值增大,动态啮合刚度幅值出现明显波动,均载性能降低;增大粗糙度会降低行星轮系临界转速,在低转速区域内,其具有激励增振作用,而在临界转速区域附近,其具有阻尼减振作用;摩擦力主要影响行星轮系各构件振动位移,可改变动态啮合力在少齿啮合区的幅值。     

提高齿轮接触强度方法的初步研究

对齿轮齿面损坏造成的齿轮失效进行了分析，并提出了一些提高齿轮接触强度的方法，强调了齿面硬度，齿面粗糙度，润滑情况，使用前磨合情况等对齿轮接触强度的影响。     

啮合齿向误差对齿轮承载能力的影响

提出了一种啮合齿向误差计算方法,即将齿轮轴线倾角分成两个分量,分别计算啮合齿向误差,然后按方向进行叠加;用这种方法可以分析多种外界因素对齿轮啮合的影响,如箱体变形、轴端受力、轴线挠曲等;可以形成适当的空负荷啮合齿向误差,使工作状态下啮合齿向误差得到补偿;可以根据齿轮接触情况验算齿轮强度;在不增加啮合齿向误差的前提下,合理给定支承平行度要求。     

弧齿锥齿轮分流传动系统几何接触分析

弧齿锥齿轮分流传动系统适用于复杂的功率分流场合.分析了其应用于船舶传动中不同工况下的功率流向,以一种典型的工况为例,提出了弧齿锥齿轮分流传动系统几何接触的分析方法.在弧齿锥齿轮轮齿接触分析的基础上,通过综合考虑系统存在边缘接触和安装错位误差,系统各齿轮副的啮合情况,设计出了系统的齿面印痕和传动误差图,为优化系统的啮合性能和进一步分析系统各齿轮副的承载情况提供了理论依据.     

啮合齿面误差对齿轮承载能力的影响

提出了一种啮合齿向误差计算方法，即将齿轮轴线倾角分成两个分量，分别计算啮合齿向误差，然后按方向进行叠加；用这种方法可以分析多种我界因素对齿轮啮合的影响，如箱体变形，轴端受力，轴线挠曲等；可以形成适当的空负荷啮合齿向误差，使工作状态下啮合齿向误差得到补偿；可以根据齿轮接触情况验算齿轮强度，在不增加啮合齿向误差的前提下，合理给定支承平行度要求。     

低噪声齿轮的动态共轭齿廓曲线(《高速齿轮的修形》之二)

高速齿轮传动装置,无论采用何种的标准齿形曲线(渐开线、摆线、圆弧或其它齿形),由于载荷作用下,轮齿材料弹性变形、温度变形以及系统变形等诸因素引起的综合变形量,使轮齿沿啮合线的静态共轭齿廓平     

考虑弹流效应的斜齿轮振动仿真与试验

考虑啮合齿面间润滑油黏度对斜齿轮传动振动的影响,根据pyбин推断,建立了啮合齿面的接触模型;考虑润滑油的黏压效应及斜齿轮啮合的特殊性,对接触区诱导压力进行等效变换,推导出斜齿轮传动的弹流润滑振动模型;求解模型,得到润滑油黏度在0.02～0.048,Pa.s内输出轴振动加速度的脉动均方根(RMS)值;通过试验得到在同一工况下输出轴振动加速度值,并绘制其RMS值变化曲线.试验曲线和模型仿真计算结果变化趋势吻合,均表明齿轮的振动随润滑油黏度的减小而增强,验证了模型的正确性,对齿轮传动减振降噪分析设计具有一定参考价值.     

风电行星轮系动态传动特性分析

以风力发电机用增速齿轮箱内斜齿行星齿轮系为研究对象,考虑行星架存在的多间隙对齿轮啮合影响,建立齿轮系的非线性有限元模型,结合接触冲击动力学理论和有限元法,得到风电斜齿行星轮系的动态啮合应力和齿根弯曲应力。研究不同转速和扭矩时风电齿轮传动的特点和变化规律,分析转速和扭矩对斜齿行星传动特性的影响,并对不同扭矩和转速的齿轮啮合应力和齿根弯曲应力进行对比。结果表明:转速对啮合应力的影响较大,转速达到某一数值时,齿轮啮合过程中的应力达到最小,在此基础上增大或减小转速,应力均会增大;扭矩对应力的影响不大,但增大到或减小到一定程度会导致齿轮卡齿,建议对轮齿进行修行,以减小轮齿的应力。     

风电行星齿轮系统动态均载特性分析

以风电增速齿轮斜齿行星轮系为研究主体,考虑到太阳轮与内啮合轮间存在的多对间隙对齿轮啮合的影响,建立行星轮系几何模型,采用接触-冲击动力学理论和刚柔耦合建模分析方法,计算分析行星轮系啮合应力的分布情况,进而得到风电斜齿行星轮系在不同转速、不同扭矩下的动态均载系数。由于风力发电机常处于变风载工况下,因此研究不同转速和扭矩时行星轮系及行星轮的动态均载系数的变化规律。结果表明:随着转速的增大,行星轮系的动态均载系数变小;随着负载的增大,动态均载减小;随着啮合过程冲击逐渐变小,在轮齿啮合过程中其刚度变化平稳,同时均载系数也会更接近于1;实际工况下风载会改变转速从而带来大的冲击作用,造成行星齿轮的破坏,为了减少风电行星轮系统齿轮的破坏,应尽可能增加浮动装置。     

基于MASTA的单斜齿轮修形优化研究

为了研究不同修形方式对齿轮性能的影响,以一对单斜齿轮为例进行螺旋线修形、齿向起鼓及齿顶修形。采用MASTA软件对不同修形方案进行承载接触分析LTCA(Loaded Tooth Contact Analysis),计算各种方案下齿轮的传动误差、齿面接触应力及齿面载荷分布,并以齿面载荷分布均匀为优化目标,综合考虑传动误差及齿面接触应力,对齿轮进行螺旋线修形和齿向起鼓,并从修形量、修形长度和修形曲线3个方面进行齿顶修形优化,得到了特定工况、特定齿轮参数下的修形优化方案。研究表明：与未修形情况相比,最终优化方案在齿面载荷分布更均匀的情况下可使齿轮传动误差下降8.6%,且传动误差曲线更接近正弦曲线;最大齿面接触应力下降6.2%,齿面载荷分布系数KHβ由1.195 2降低至1.144 5;该修形优化方案有效地改善了齿轮的啮合性能。     

柴油机齿轮失效分析

简单介绍了齿轮的常用材料和热处理工艺;详细阐述了柴油机齿轮常见的失效形式,如齿面磨损、轮齿折断、轮齿变形等,并对每一种失效产生的原因和防止失效所采取的措施作了相应地分析。     

制动工况下风电齿轮传动系统的动力学特性分析

考虑多种内、外部因素通过仿真获得风力发电机正常制动时齿轮箱的外部载荷。采用集中质量参数法在考虑齿轮时变啮合刚度、啮合阻尼、综合啮合误差、齿侧间隙和齿面滑动摩擦力等因素的情况下建立风力发电机齿轮传动系统的纯扭转非线性动力学模型;利用数值方法求得传动系统在制动工况下各齿轮副沿啮合线的振动位移和动态啮合力等;分析齿侧间隙和齿面滑动摩擦力对风电齿轮传动系统动力学的影响。     

风电齿轮的微点蚀研究

对影响风电齿轮齿面微点蚀的各相关因素进行了分析,指出为避免发生微点蚀,不仅润滑方面的因素要予以重视,设计与制造因素也同样不能忽略,最后给出了提高齿面抗微点蚀能力可采取的若干技术措施。     

面齿轮四分支传动系统均载特性分析

以面齿轮四分支传动系统的均载特性为研究对象,通过建立扭转角变形协调条件,结合力矩平衡条件建立均载力学分析模型。模型中引入面齿轮和人字齿轮的承载接触仿真分析技术来计算时变啮合刚度。分析制造误差、安装误差和双浮动因素对系统均载特性的影响。研究结果表明:轮齿各啮合位置表现出不同的均载特性,当I级的小齿轮径向浮动和Ⅱ级的小齿轮间隙浮动同时符合浮动条件时,可得到较好的均载性能,为进一步进行面齿轮四分支传动系统的均载结构优化设计提供理论依据。