大顶隙长齿齿轮高弯曲承载能力关键技术研究

顶隙系数、齿高系数等齿形参数是影响齿根过渡曲线形状的重要因素,而不同过渡曲线对应齿根弯曲承载能力不同。为了取得高弯曲承载能力,延长齿轮的使用寿命,从齿轮根部过渡曲线的刀具加工设计入手,分别考虑齿条型双圆弧刀顶、单圆弧刀顶,建立齿轮过渡曲线数学模型,确定齿根局部应力折截面计算模型,探究两种过渡曲线下高弯曲承载能力齿轮的齿高系数及顶隙系数最优变化范围,进而分析齿高系数、顶隙系数对齿根弯曲承载能力的影响,并用有限元对理论分析进行验证。研究表明:在特定的过渡曲线模型下选取合理的齿高系数及顶隙系数,齿根弯曲承载能力有较大提高,这为高弯曲强度齿轮设计提供理论依据。     

基于高弯曲强度的齿轮过渡曲线分析

齿根过渡曲线是影响齿轮弯曲强度的重要因素。为了提高齿轮弯曲强度,延长齿轮的工作寿命,从齿轮根部过渡曲线的加工刀具设计入手,分别考虑圆角刀顶、单圆弧刀顶、双圆弧刀顶,建立齿轮过渡曲线成形方程,确定齿轮根部强度敏感部位和应力集中系数的关系模型,探究齿轮不同过渡曲线对齿轮弯曲强度的影响,用有限元法对理论分析计算的结果进行验证。研究表明:使用双圆弧刀顶的刀具加工出的齿轮,其齿根弯曲强度比普通齿轮的齿根弯曲强度有很大提高,为高弯曲强度齿轮设计提供理论依据。     

齿根过渡圆角对齿轮弯曲强度的影响

主要论述齿根过渡圆角对齿轮弯曲强度的影响,利用Kisssoft软件计算不同齿根过渡圆角下齿根弯曲强度及其安全系数,利用零件的S-N曲线计算在设定工况下齿轮的损伤率,并通过静态耐久试验验证齿根过渡圆角对齿根弯曲强度的影响很大,为齿轮强度优化提供了参考.     

摩擦力对机床重要硬齿面齿轮齿根弯曲疲劳强度的影响

研究了摩擦力对机床齿轮齿根弯曲疲劳强度的影响。经过分析计算，推导出包括轮齿间摩擦力在内的齿根弯曲疲劳强度验算公式及简化验算公式。计算表明：一般情况下轮齿间摩擦力产生的影响甚微。因此，对于软齿面机床齿轮传动或不重要的硬齿面机床齿轮传动可不计轮齿间摩擦力对齿根弯曲疲劳强度的影响。但对重要的硬齿面机床齿轮传动应按本文导出的简化验算公式校验齿根弯曲疲劳强度。     

齿轮弯曲强度的计算机仿真分析

仪器仪表行业广泛使用齿轮传动,齿轮强度的高低直接影响着仪器仪表的测试精度和可靠性。齿根过渡曲线的形状对齿根弯曲强度有重要影响,为了提高齿轮的弯曲强度,就有必要研究齿根过渡曲线。本文利用MATLAB软件,研制开发了齿轮弯曲强度的计算机仿真程序,该程序逐点计算齿轮过渡曲线处的弯曲应力大小,以便找出弯曲应力的最大值和最大应力发生的位置;同时利用有限元软件ANSYS,建立轮齿模型,仿真分析轮齿受力时的齿根弯曲应力的分布状态,本文研究为进一步进行齿轮弯曲强度的测试研究奠定了良好的理论基础。     

HXD1C型大功率机车传动系统齿轮的疲劳可靠性分析

基于标准和可靠性曲线,分析了HXD1C大功率机车传动系统齿轮的接触和齿根弯曲疲劳可靠性。结果表明,按照齿轮标准计算方法,齿轮的啮合接触疲劳强度和齿根抗弯强度合格。基于接触和齿根弯曲疲劳可靠性曲线的分析结果表明,在置信度95％及可靠度0．99下,齿轮的抗弯疲劳强度较弱,寿命321．32万公里;在置信度95％及期望寿命80万公里下,传动齿轮的抗弯疲劳强度仍然较弱,可靠度水平为0．9971。     

基于椭圆齿顶刀具的渐开线齿轮齿根过渡曲线的研究

提出了加工齿轮刀具顶部设计成椭圆弧段,生成的曲线作为渐开线齿轮的齿根过渡曲线,对刀具椭圆方程进行求解,并利用齿廓法线法求解了齿根过渡曲线方程。进行齿轮的齿根过渡曲线干涉分析,通过ANSYS软件对齿轮弯曲强度进行有限元分析,并与基于单圆弧齿顶刀具的渐开线齿轮弯曲强度对比。结果表明:该齿轮不会发生齿根过渡曲线干涉,并且能够得到与基于单圆弧齿顶刀具的渐开线齿轮基本相同的弯曲强度。     

球磨机大齿轮磨损后的变位修复

主要对水泥厂球磨机主传动系统中的标准直齿圆柱齿轮磨损后进行变位修复进行论述。提出了修复方案,确定了变位系数,并对齿轮的根切、齿顶变尖、重合度、齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度、相对滑动率、过渡曲线有无干涉现象做出了详细的检验。对水泥和矿山机械中大齿轮的变位修复具有一定的指导意义。     

减速齿轮传动中主动轮齿根弯曲疲劳的计算

传动齿轮强度理论认为,齿间滑动摩擦对齿轮齿根弯曲疲劳的影响可忽略不计。针对此说法,本文作者对带惰轮的起重减速齿轮传动中主动轮受国情况展开全面的分析研究,推导出包括齿间滑动摩擦力在内的,实际外载荷作用下的主动轮齿根弯曲疲劳应力计算公式。结果表明,齿间摩擦力对含惰轮的减速齿轮传动中主动轮齿根弯曲疲劳强度的影响不可忽视。     

齿顶单圆弧过渡齿条型刀具最小齿顶高系数的确定

针对齿顶单圆弧过渡的齿条型刀具提出了减小刀具齿顶高 ,以提高被加工渐开线圆柱齿轮的齿根弯曲强度的方案。确定了保证齿轮工作时不发生过渡曲线干涉且不改变齿轮有效齿面前提下刀具的最小齿顶高系数 ,为外啮合渐开线圆柱齿轮传动优化设计提供依据。     

齿根应力简化计算方法

直接从轮齿的实际形状出发，以相似理论为基础，通过边界元采样计算和三元回归分析，建立齿根应力计算的简化公式。并通过实例印证该公式的有效性，供实际参考。     

齿根应力分析中加载方法的研究

对齿轮进行静强度校核时,传统的方法是根据理论公式计算进行强度的校核,这种方法计算强度大、效率低;目前,应用较为广泛的方法是借助于计算机及有限元分析软件模拟齿轮在实际工作载荷下产生的应力,为产品开发提供依据,大大的降低了产品开发的周期。在运用计算机模拟分析齿根应力时,轮齿上施加载荷的方式有三种:将载荷施加到单齿对啮合区外界点、齿顶和分度圆。通过实例,对三种加载方式下的齿根应力分别进行有限元分析,结果表明,将载荷加载在单齿对啮合区外界点时得到的齿根应力最接近于理论计算的结果。     

刀具齿廓形状对齿轮齿根应力的影响研究

本文介绍了机械工业生产中不同齿廓形状刀具加工形成的齿根过渡曲线类型,并且通过刀具齿廓参数推导出齿根过渡曲线方程。在SolidWorks中建立了不同齿廓形状刀具加工形成的齿轮精确模型,使用Simulation对这些模型分别进行了有限元分析,从而研究刀具齿廓形状对齿轮齿根应力的影响。     

基于齿面接触强度和齿根弯曲强度的齿轮可靠性设计方法

探讨了圆柱齿轮的可靠性设计方法，可以定量地给出齿轮的可靠度和根据可靠度对齿轮进行可靠性设计，是对齿轮可靠性问题研究的一次重要探索。通过对实例的设计计算，表明其结果与实际运行情况吻合。说明该计算方法是一种行之有效的方法。     

渐开线弧齿圆柱齿轮的齿根应力分析

简要论述了渐开线弧齿圆柱齿轮的主要几何参数,并对其重合度以及接触线进行了分析,在此基础上提出了渐开线弧齿圆柱齿轮副齿根弯曲应力的计算方法.通过三维软件对渐开线弧齿圆柱齿轮进行三维造型,分析了不同周向模数和不同弧齿线半径对弧齿圆柱齿轮的齿根应力的影响.弧齿圆柱齿轮齿根应力与弧齿线半径有明显的关系,比直齿圆柱齿轮具有优越性.     

基于精确模型的渐开线齿轮齿根弯曲应力分析

利用SolidWorks软件强大的三维实体建模功能,精确地实现了渐开线直齿圆柱齿轮的三维建模。通过SolidWorks与ansys的连接,将模型导入到ansys中,在精确模型的基础上,采用一种新的加载理念以面载荷的形式替代集中力载荷对齿轮的三种不同加载位置进行加载并对齿根弯曲应力进行对比分析,得出一种理想的加载方案。为对齿轮传动过程中力学特性分析具有一定的借鉴作用。     

Spur gear tooth root crack detection using time synchronous averaging under fluctuating speed

Filtering techniques are used to improve the signal to noise ratio (SNR) for better feature extraction. The time synchronous averaging (TSA) is one of such method that is based on averaging periodic sections. However, it fails to give significant results for an asynchronous or fluctuating speed condition. Moreover, most of the real life applications of gear are in asynchronous conditions. The aim of this paper is to develop a methodology which is robust for fault detection of gears under fluctuating load and speed conditions. A multiple-pulse individually rescaled-time synchronous averaging (MIR-TSA) technique in conjunction with conventional time synchronous averaging has been proposed. A 2-D finite element methodology based on principal or linear elastic fracture mechanics is adopted for predicting the crack propagation path at the root of gear tooth. The crack has been introduced using wire electrode discharge machining (WEDM). The vibration signals were recorded using drivetrain dynamic simulator (DDS) setup for various combination of load and crack length both for constant as well as fluctuating speed. Various time domain features such as root mean square, crest factor and kurtosis have been calculated using classical TSA and proposed MIR-TSA. A comparison of different extracted features between the proposed method and classic TSA has also been outlined. It has been observed that the proposed method enhances the fault detection under fluctuating speed conditions.     

风电齿轮齿根弯曲应力及裂纹特性分析

以风电齿轮为例,利用有限元分析软件ABAQUS,建立了太阳轮简化力学模型,并进行了齿根弯曲应力的分析计算。分析结果与传统计算方法得出的结果基本一致,从而验证了简化模型的正确性。在此基础上,研究了齿轮齿根裂纹特性,分析了初始裂纹长度和外加载荷对应力强度因子(SIF)的影响。结果表明,随着初始裂纹长度的增加,应力强度因子也随之增加,并且应力强度因子与载荷等比例增加。在初始裂纹长度和载荷相同的情况下,应力强度因子KⅠ远大于KⅡ和KⅢ,即在弯曲应力作用下张开型裂纹为风电齿轮轮齿折断失效的主要原因。     

保证圆弧齿轮根圆直径检测精度的几种方法

分析了加工现场圆弧齿轮根圆直径的几种检测方法，并提出了奇数齿圆弧齿轮根径测量的新方法－法向斜戏测量法。