风电渗碳花键太阳轮变形控制研究

正目前,一级行星两级平行轴转动结构是兆瓦级风电齿轮箱的主流机型。为了使行星齿轮的载荷均匀分配,风电齿轮箱常采用太阳轮浮动机构;为增加太阳轮浮动量,太阳轮花键需加工成鼓形;为增加耐磨性,提高兆瓦级风电齿轮箱的承载能力,增加使用寿命以及提高可靠性,外花键齿面需有较高的硬度。图1为某风电齿轮箱太阳     

高硬度花键滚铣复合加工方法研究

某风电主齿轮箱太阳轮花键热处理后硬度较高,滚齿齿面易产生拉毛凹坑的质量问题.文中选取了某2.5 MW低速级太阳轮花键作为研究对象,设计了高精度成型铣刀,计算了工艺过程参数,并进行加工试验验证,同时对比了滚铣复合工艺与普通滚齿工艺的加工效率,为改进高硬度花键加工方法提供数据支持.     

渐开线花键副微动磨损分析的能量耗散法

针对航空传动系统中的渐开线花键副,采用能量耗散法,建立了微动磨损量计算公式,并针对三种工况,研究工况因素对磨损分布规律的影响。研究结果表明:①理想工况下,各齿对的磨损量几乎相同,外花键齿廓上齿根接触末端为最大磨损发生位置;存在侧隙时,侧隙越小的齿间磨损越严重;存在轴线偏斜时,齿面在轴向位置的中部发生较大磨损,最大磨损发生位置向齿顶移动。②渐开线花键副设计安装时,为减少微动磨损带来的失效,应尽可能保证各齿间侧隙均匀并减小内外花键的轴线偏斜。     

花键微动磨损和损伤累积的耦合机制及寿命预测

渐开线花键联轴器在航空领域应用广泛，花键在复杂工况下往往达不到预期寿命，其中花键轴不对中对花键服役寿命产生较大影响。基于有限元方法建立了高效的花键三维仿真模型，分析内外花键轴偏斜0.3°时花键各齿载荷分布规律，基于Archard磨损模型计算接触区域各节点的磨损深度，并基于ABAQUS的UMESHMOTION子程序和Arbitrary Lagrangian-Eulerian技术更新网格，采用Brown-Miller和Smith-Watson-Topper临界平面准则充分考虑花键齿面和齿根区域的应力状态差异，并拟合花键循环寿命、最大磨损深度与磨损系数之间的关联规律，采用试验方法测试表面磨损形貌，验证模型的有效性，为花键联轴器的设计和校核提供指导依据。结果表明：磨损演化逐渐改变初始应力集中区域的几何形状，从而减少了应力集中效应，提高了花键剩余寿命。当磨损系数较大时，花键以磨损失效为主，当磨损系数较小时，花键以疲劳裂纹萌生失效为主。     

传动齿轮表面磨损过程中油液参数磨损特性分析

油液分析技术能够通过监测润滑油中元素的磨损情况对机械磨损故障进行有效诊断.针对齿轮箱齿面故障,构建齿轮箱磨损试验方案,设计齿轮箱磨损试验方案,并通过700h的齿面磨损试验,取样得到各磨损阶段的典型油样.通过油液分析技术,探寻齿面磨损条件下油液光谱参数和铁谱参数的磨损特性,为齿轮诊断提供较可靠的试验数据.     

一种大型主轴花键单边磨损的修复方法

我们在对M77521滚子双端面磨床进行大修的过程中发现其左、右主轴（如图1）的花键齿侧其中一面无磨损,而另外一面磨损严重（左右主轴花键磨损面相反）,磨损情况见图2b。检验该主轴精度,精度良好,均在要求范围内。该花键作用为联接花键套及卸荷带轮,如不能对花键有效修复,则必须更换整根主轴,到生产厂家定购,约需人民币8000元／根,     

掘进机截割臂齿轮箱太阳轮限位副温度场分析

某款新研制的掘进机,其截割臂采用纵轴式悬臂的结构形式,为煤矿巷道和工程隧道掘进专用重型掘进机.此新型掘进机掘进巷道时,其截割臂齿轮箱太阳轮限位副存在着不正常磨损现象.经由对掘进机截割臂齿轮箱太阳轮限位副受载荷和润滑状况分析的基础上,得知掘进机截割臂齿轮箱太阳轮限位副失效的主要原因为太阳轮限位副接触表面存在粘着磨损.掘进...     

怎样提高齿轮的加工精度

齿轮箱在检修损坏零件进行更换时发现,齿轮损坏较多,损坏的主要原因是由于齿轮节圆与渐开线花键孔不同心所造成的,传动噪声大,齿面磨损严重。齿轮在实际加工过程中,根据加工图样的要求,必须使用渐开线内花键齿形定位锥度心轴支承加工,才能达到齿轮节圆与渐开线花键孔节圆同轴度     

掘进机截割减速器太阳轮限位副载荷计算

在EBZ-260型掘进机的实际应用中,存在着截割减速器太阳轮限位板-限位销的严重磨损问题。根据经典摩擦理论,太阳轮限位副接触面必承受载荷。载荷是影响磨损程度的最重要因素之一。为解决限位板-限位销磨损问题,通过Solid Works软件对EBZ-260型掘进机截割减速器第一级太阳轮进行三维精确建模,模拟真实的载荷情况,利用Solid Works Simulation对三维模型进行有限元静力学分析。进而得出第一级太阳轮花键齿部变形,带入轴向力计算模型计算得出太阳轮所受轴向力。最后分析了影响轴向力的其它因素,得出第一、二级太阳轮输出端受到的轴向总力的函数表达式,并应用MATLAB编程图形化显示。确定了太阳轮限位板-限位销磨损原因,为对磨损的进一步研究提供了精确的载荷数据。     

花键副微动磨损分析及参数优化

为探究渐开线花键副在微动工况下的磨损行为,对花键副材料20CrMoH进行磨损实验,得到不同工况下花键副材料20CrMoH的磨损系数.实验结果表明:在同一振动频率下,材料微动磨损系数随着法向正压力的增大而增大;在同一法向正压力下,材料的微动磨损系数随着振动频率的增大而增大.采用有限元与Archard理论相结合的方式对花键副材料磨损量进行预测,并与磨损实验结果进行对比,验证了该预测方法的可行性.为寻找改善花键副齿面磨损的方法与思路,进行花键副参数优化,以花键副齿面磨损量最小为目标寻求侧隙、修形量、夹角这3个参数的最佳组合,得到该花键副采用侧隙为0.09 mm、鼓形修形量22.66 μm、夹角为0.04.进行加工设计安装时磨损量最小.     

风电齿轮箱花键失效分析与硬化工艺研究

通过分析目前风电齿轮箱花键的主要失效形式,得出风电齿轮箱花键失效的主要原因是摩擦损耗。为提高花键的耐磨性,在现有工艺的基础上,提出了一种有效的风电齿轮箱花键硬化工艺,用于解决花键失效问题。     

准双曲面齿轮研齿烧伤及抑制研究

汽车驱动桥准双曲面齿轮在研齿加工过程中经常出现齿面烧伤现象,这种缺陷将导致准双曲面齿轮在使用的过程中出现点蚀、剥落打齿等失效模式。本文提出的根据研齿烧伤部位的宏观特征辨别研齿烧伤的方法;从金相组织、硬度变化分析出齿面烧伤对齿轮寿命的影响,并进行了台架试验和道路试验验证。通过建立准双曲面齿轮啮合点相对滑动的数学模型,计算出各啮合部位的相对滑动速度,发现齿面烧伤部位正是相对滑动速度最大的部位。通过多轮研齿烧伤再现试验研究证明了零侧隙研齿是导致研齿烧伤的主要因素。结合生产实践经验,提出了研齿标准作业程序、研齿侧隙自动监控等抑制研齿烧伤方法。     

减小花键滚刀齿形角提高花键齿加工精度

为提高渐开线花键齿的承载力,我国花键标准分圆压力角定为30°～45°两种。由于滚刀齿形角与花键轴花键的分度圆压力角相等。因分度圆的压力角较大,常造成滚刀齿顶宽小,齿根槽窄的弊病,这样引起滚刀在使用时齿顶加剧磨损,降低滚刀使用寿命。制造滚刀时,齿侧需要铲磨,因根槽窄,所用铲磨砂轮也应窄,砂轮易磨损。同时铲磨困难、费时,这样增加了滚刀制造难度。若采用减小齿形角设计,大压力角花键轴花键滚刀,不但可克服滚刀使用寿命短和制造困难的问题,而     

间隙配合变轨距轮对与轨道间瞬态滚滑接触模拟研究

变轨距技术是实现不同轨距铁路联运的重要手段,我国相关研究仍在起步阶段。基于显式有限元法,建立包含渐开线花键副的三维变轨距轮对-轨道耦合瞬态分析模型,于时域内模拟速度高至400 km/h下的瞬态轮轨滚滑和花键间动态接触行为及其相互影响。模型充分考虑轮轨和花键副三维几何、系统高频结构振动等,引入时变牵引/制动转矩,采用集成库仑摩擦定律的"面-面"接触算法求解轮轨接触和花键接触。假设圆柱直齿渐开线花键,齿数取32,齿侧间隙恒0.1 mm,无激励下模拟结果表明,花键副的存在使得轮轨力波动范围大于传统轮对,例如,400 km/h下法向轮轨力波动幅值增加静载的3.7%。时速400 km/h和牵引系数0.05下,内外花键的径向和角向偏置使得花键左、右两侧各存在1个位置相对固定的承载区,各涉及5~6个键齿,承载面分别为II和I键齿工作面。瞬态法、切向接触应力极值发生在靠近一系悬挂侧的齿根或齿顶部,典型值分别为102 MPa和4.6 MPa,任一键齿的应力极值因不断有键齿进出承载区而波动上升和下降。牵引系数0.3时,左侧承载区消失,右侧承载区扩至18个键齿,相同时刻下的法、切向接触应力极值因承载齿数和总接触面积增加变为89 MPa和5.2 MPa。为变轨距机构中花键的强度和动力学分析及相关设计提供精确模拟手段。     

润滑及表面处理对直升机减速器花键副磨损的影响分析

直升机减速器浮动花键是保证直升机可靠性的关键零件,为了探究不同润滑方式及表面处理对直升机减速器花键副磨损的影响,建立了尾传系统整体仿真模型,计算不同润滑方式下浮动花键副的齿面接触应力及齿面相对滑动速度;并对不同润滑条件下的花键副进行仿真分析,最后根据仿真结果确定随着润滑条件逐渐变差,花键副齿面间的磨损将逐渐加剧,可以通过改善润滑条件及提高表面处理的方法提高直升机减速器浮动花键副的抗磨损能力.     

内外花键间隙对行星轮系均载特性的影响分析

行星轮系的均载特性是其主要的性能指标之一.国内外多项研究指出,行星轮系中构件的浮动作用对于系统均载具有重要的影响.考虑太阳轮与输入轴的花键连接关系,模拟花键内外齿的摩擦和太阳轮的约束浮动,建立了输入轴花键对太阳轮的非线性支撑反力,以5行星轮传动系统为例,采用集中质量法计算了不同花键径向间隙下的系统均载系数,为行星轮系均载设计提供了依据.     

掘进机截割臂齿轮箱太阳轮限位副疲劳磨损研究

某新型掘进机掘进巷道时,其截割臂齿轮箱太阳轮限位副存在着不正常磨损现象.根据各类磨损失效的定义,结合太阳轮限位副的实际工况,判断出其磨损类型可能是表面接触疲劳磨损.为了进一步确定其磨损类型,通过计算得出太阳轮限位副接触应力,根据疲劳磨损理论,利用SolidWorks Simulation软件对太阳轮限位副的疲劳磨损进行...     

高精度高硬度花键滚齿加工工艺研究

介绍了风电齿轮箱中重要零件太阳轮轴高精度花键滚齿工艺控制方法,分析了该零件在花键的滚削加工中各精度指标超差的原因,重点对花键加工的滚削方法和切削参数进行了探讨和优化,提出了提高加工效率和稳定质量的切削参数和切削方式。     

润滑和载荷状态对聚甲醛齿轮服役性能的影响

基于齿轮耐久性能试验台开展了一系列干接触/油润滑下POM(聚甲醛)-POM齿轮副承载能力试验,并测量了服役过程中的轮齿温度、磨损量、齿廓精度和齿面形貌。试验发现,POM齿轮失效形式与载荷和润滑方式有关。通过对齿面微观形貌和磨屑表征,确认干接触下POM齿轮主要磨损模式为黏着磨损与磨粒磨损,而油润滑下POM齿轮失效形式为接触疲劳失效。由于润滑油减少了齿面摩擦,降低了运行温度,延缓了齿面劣化程度,因此POM齿轮在油润滑下的承载能力明显提高。     

渐开线花键孔齿轮加工用心轴(上)

齿侧配合的渐升线花键与矩形花键相比具有强度高、精度高、能自动定心、齿面接触好和载荷分布均匀等许多优点。各国都优先采用具有齿侧配合的渐开线花键连接,在新国标中对配合型式只规定采用齿侧配合。对具有渐开线花键孔的齿轮一般都以该花键孔作为安装基准。因此在这种齿轮加工中,必须以花键孔作为加工齿形和各基准面的基准。各种渐开线花键心轴(包括精车、滚齿、插齿、剃齿、磨和齿轮磨等工序用的)是保证齿圈或基准面能与花键孔中心线同心或垂直的必要工艺装备。至今在工厂生产中一般都还是采用以大径定位的渐开线花键心轴,设计这种心轴时应减薄心轴上的花