大模数齿轮断齿的修复

轮齿折断主要有两种: (1)弯曲疲劳折断 齿轮啮合时,轮齿相当于悬臂梁,齿根处弯曲应力最大,由于齿轮的转动,使轮齿多次重复受载,因而齿根处会产生疲劳裂纹,裂纹扩展,导致轮齿折断。 (2)过载折断 轮齿受到短时过载或冲击载荷,或者轮齿严重磨损减薄后,都可能发生过载折断。对于直齿圆柱齿轮,齿根裂纹一般从齿根沿齿向扩展,发生全齿折断。斜齿圆柱齿轮和人字齿轮,由于接触线为一斜线,因此裂纹往往从齿根沿斜线向齿顶方向发展而发生轮齿的局部折断。     

工业摩擦学——第六讲 实用齿轮摩擦学(下)

一、轮齿折断轮齿折断的可能起因有二:(1)疲劳折断:(2)冲击折断。1.疲劳折断产生疲劳折断的原因有如下几种可能:(1)载荷分布不均匀;(2)轮齿根部有锐角过渡;(3)由于不适当的锉削或磨削,在轮齿根部产生切痕;(4)过载;(5)扭转振动;(6)轮齿压痕,例如落重碰撞所引起的压痕;(7)淬硬钢具有粗晶马氏体组织;(8)铸造齿轮的轮齿根部存在气孔;(9)表面疲劳麻点接近轮齿根部.2.冲击折断可能产生的原因为:(1)重载荷反复作用;(2)外来硬物卡在齿轮啮合处。3.改进措施对于普通齿轮,是换上新的。对于重型齿轮,可切去断齿和开裂部分,只剩下完整的部     

齿轮失效形式及应对措施

<正>齿轮传动的失效主要是轮齿的失效,而轮齿的失效形式又多种多样,较为常见的是以下5种。1.轮齿折断轮齿折断有多种形式,在正常情况下,主要是齿根弯曲疲劳折断。(1)齿面啮合痕迹均匀,沿齿根处整齿断裂。其原因可能是严重超载,超过设     

采煤机行走轮啮合时的弯曲强度研究

针对行走轮轮齿折断的常见问题,提出基于有限元的方法对行走轮啮合时轮齿的弯曲强度进行研究。研究结果表明,齿根处的应力小于材料屈服强度,满足静强度要求,但齿根处应力已较为接近屈服应力,长时间工作后会在齿根表面的磨损处产生塑性累积和微裂纹,微裂纹进而扩展导致轮齿疲劳断裂。从根本上解释了轮齿折断频发的现象,并给出了提高行走轮轮齿疲劳寿命的建议,为行走轮等类似产品的设计研发提供了理论指导,具有重要的现实意义。     

提高高速重载齿轮齿根弯曲强度的工艺方法

我厂通过近二十年的高速重载齿轮生产实践,发现高速重载齿轮轮齿的损伤是由下列三种形式,即: 其中过载断齿是选用或设计不当所造成,是当最大工作载荷超过轮齿的静强度时所引起的静折断或较少循环次数下的折断。而疲劳断齿则是因为轮齿长时间超过疲劳极限运转以后的疲劳断裂。这类断齿大多数是由齿根处的缺陷开始扩展,如材料或热处理的缺陷、热处理裂纹、加工缺陷等造成的。为了防止上述断齿现象的发生,设计上采用较大模数,采用较大啮合角(变位或大齿形角);工艺上则采用齿面硬化、齿根表面喷丸强化处理、增大齿根圆角半径、提高齿轮制造和安     

齿轮的轮齿失效(续)

2.影响轮齿弯曲疲劳折断的主要因素1)载荷情况轮齿之间的载荷分配、齿面沿接触线的载荷集中程度、附加动载荷、载荷数值、以及载荷的作用点等都能影响齿根危险断面的弯矩和应力的分布及其数值。大多数的动力齿轮是在不稳定的变载荷下工作的。短时间超载也会造成轮齿脆断或塑     

齿根过渡曲线对齿轮弯曲疲劳强度影响的研究

以材料弯曲疲劳特性为基础,利用ANSYS软件采用有限元技术对不同齿根过渡曲线对齿轮齿根弯曲疲劳强度的影响进行研究,确定不同齿根过渡曲线形状及半径下的齿轮应力、应变,进而确定轮齿危险断面位置,对选择不同齿轮加工方法提供了理论依据.并对更加精确进行弯曲疲劳强度校核,对齿轮传动过程中力学特性进一步深入研究,为齿轮传动的优化设计提供了基础理论.     

冲击载荷作用下齿根过渡圆角半径对轮齿疲劳寿命的影响

在某减速机同步器失效后发生打齿的情况下。以斜齿轮为研究对象,对其进行静力学强度分析,找出轮齿应力集中区域及最危险部位。发现通过增大齿根过渡圆角半径可降低轮齿所受应力。随后结合齿轮实际工况,利用ANSYS/LS-DYNA模拟了真实情况下轮齿间的冲击碰撞,得到了冲击载荷谱。将静力学分析结果与仿真得到载荷谱同时导入疲劳分析软件ANSYS/FE-SAFE中对斜齿轮进行了轮齿疲劳寿命分析,可知齿根过渡圆角半径的增大可使轮齿寿命显著提高,为斜齿轮结构优化设计和齿轮工况研究提供了理论依据。对于冲击载荷作用下的轮齿疲劳寿命预测也提供了一种新方法。     

氮化齿轮光弹应力分析

齿轮在工作中主要的失效形式是疲劳点蚀、齿根疲劳折断、胶合和磨损。一般认为宏观应力是其失败的主要原因。因此有必要全面分析齿轮的工作应力状态,尤其是齿轮硬化产生的残余应力的作用。我们根据齿轮氮化和光弹性材料残余应力产生的原因、分布规律及其特点,研究并提出了包括残余应力、摩擦力影响在内的氮化齿轮应力分析的光弹模拟技术,本文利用该模拟技术系统地分析了齿轮的氮化层深度、摩擦系数、齿轮模数和外加载荷等因素对直齿圆柱齿轮接触区应力及齿根弯曲应力状态的影响。     

刮板输送机用减速器齿轮的优化改进

刮板输送机的的一个重要失效形式就是减速器内齿轮轮齿的折断。齿轮断齿主要原因是瞬间过载引起的大应力冲击造成的,基于此,与普通的渐开线齿轮相比,提出刮板输送机用减速器齿轮的优化改进方式,即采用点线啮合齿轮。通过应用点线啮合齿轮,齿根应力上限有大幅提升,能够在同等工况下更好地工作,从而降低故障率,保证生产的稳定性。     

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。     

齿轮离心负荷对齿根应力影响的有限元分析

本文提出了考虑不同速度的齿轮离心负荷和工作载荷同时作用于轮齿,对齿根应力计算的有限元方法。从对一定参数范围的轮齿的计算结果可得出,离心应力是构成齿根应力的一部分。随齿轮速度的提高,离心负荷对齿根应力的影响加大,对于高速齿轮,离心负荷的影响不可忽视。文中通过对比分析,指出了现行常规的齿轮弯曲强度计算方法的局限性.对高速齿轮应用本文的有限元法作计算,可使齿根应力的求解更趋于精确。     

分网方式对齿根应力的影响研究

有限元网格划分是进行有限元数值模拟分析至关重要的一步,它直接影响后续数值计算分析结果的精确性。当前进行齿轮有限元计算时对齿轮的网格划分各不相同,计算得出的结果之间的差异也无法加以辨别。一些人也通过实验手段对计算结果进行对比分析,但是由于缺少相应的测试手段,很难对齿轮整体分析结果进行测试。在进行齿轮啮合的有限元分析过程中采用四种不同的分网方式对齿轮齿根部位进行网格划分,通过比较各分网方式下受压和受拉部位不同路径上齿根综合应力数值趋势图来说明各分网方式对齿根应力分析结果的影响,这对齿轮齿根应力的有限元计算具有现实意义及借鉴价值。     

齿根动态应力分析

齿根应力分析是齿轮设计的一个主要问题,啮合过程中齿根应力分布特性是衡量齿付传动性能的主要指标。本文讨论了直齿圆柱齿轮在啮合过程中有关轮齿刚度、齿面载荷分配、以及齿根应力的计算方法。并通过实验进行分析。同时对修形齿轮与非修形齿轮作了对比分析实验。证明对重载齿轮进行修形能有效地改善齿根应力特性。     

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。     

采用BEM和光弹试验证实齿根应力最小轮齿几何形状的优化

本文介绍了无因次齿轮轮齿的概念,用以使齿轮应力为最小的问题.与现有的其他方法比较,本质上减少了许多设计变量,所推荐的模型方法明显缩短了计算时间.代替承载齿轮轮齿模型和运行BEA在各个优化过程的迭代阶段去计算最大的齿根应力,该应力用表值插入法来计算.计算前采用BEM对无因次模型相应于不同的设计参数的组合.与传递相同转矩的标准齿轮的应力相比较,对优化方法和最佳齿根应力采用了复杂的算法.在这种方法内,可降低应力超过36.5%.该应力的降低,已经用两维光弹试验证实.     

圆弧齿轮齿根动态应力的测量和分析

前言圆弧齿轮一般是按照额定载荷设计的,但实际上由于制造误差、轮齿和轴等零件的弹性变形、速度变化和振动等原因,使齿轮齿根产生很大附加动应力,这种动态弯曲应力峰值如果超过了轮齿的疲劳极限,就会使齿根产生疲劳裂痕。随着疲劳裂纹的不断扩展,终将会造成轮齿折断,这是圆弧齿轮损坏的主要形式之一。此外,这种动应力还会产生有害的振动和噪音,影响了传动的质量和运行人员的劳动条件。对于高速传动,这是特别应注意的问题之一。为了分析和研究圆弧齿轮断齿的原因,从而找出对策,改进设计和使用方法,提高它的传动质量和承     

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。     

硬齿面齿轮的接触疲劳试验(续完)

(二)主要技术要求为了避免当进行齿面接触疲劳试验时,可能会出现疲劳折断面导致试验中断和缩小结果的离散性,我们对试验齿轮提出了一些特殊的技术要求。 1.采用大圆角滚刀加工轮齿,(刀具参数和形状分别见表1和图2)减少齿根应力集中。     

齿轮弯曲应力的分析及其最佳设计问题

本文简要地介绍了用有限元法计算渐开线齿轮轮齿弯曲应力的方法及计算结果,并与光弹实验的结果进行对比。文中还对齿轮的弯曲疲劳试验及齿轮的优化设计等问题作了说明。