线形初始缺陷下斜齿轮磨损特征演变研究

为揭示用于风电、水利轮船等大型齿轮在存在初始缺陷下的摩擦磨损特征,避免早期灾难性故障的发生,对线形初始缺陷下斜齿轮磨损特征与演变过程进行实验研究.采用控制变量法,通过电火花线切割的方式沿齿宽方向加工出线形初始缺陷.为加速实验进程,实验齿轮的齿宽为标准齿轮的1/3.实验过程中采用功率闭流式加载方式施加高扭矩恒定载荷,使用...     

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。     

面齿轮车齿加工研究与试验验证

为了实现面齿轮的高精度、高效率加工,研究面齿轮的车齿加工技术。分析面齿轮车齿加工原理,建立刀具数学模型,根据车齿展成原理推导面齿轮的齿面及齿根过渡曲面方程。以配对渐开线圆柱齿轮共轭的面齿轮齿面作为基准齿面,构建车齿齿面的偏差齿面,分析不同刀具螺旋角、齿数和前角对车齿齿面的影响规律。使用YK2260MC数控车齿机床进行车齿加工,使用格里森650GMS齿轮检测中心,进行齿面误差检测。结果表明：左侧齿面和右侧齿面的误差最大分别为14.7、14.1 μm,验证了所提车齿加工数学模型的正确性,为提高面齿轮的加工精度和效率,进一步改进面齿轮车齿工艺提供了参考。     

面齿轮齿面检测路径规划方法研究

针对面齿轮齿面检测,根据检测过程中路径规划的原理,提出采用3种不同方法(常规方法、纵向法、横向法)规划路径,分别计算其相对应的测头测量总行程,并在三坐标测量机上进行齿面检测试验.比较理论计算的结果及试验结果,表明常规方法和横向法在实际检测试验中都是可行的,但后者更为快速、高效.     

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。     

基于分形理论的粗糙齿面齿轮动力学研究

为研究齿面微观误差对齿轮动力学特性的影响,基于分形理论对粗糙表面进行分形表征。结合时变啮合刚度、静态传递误差以及齿面摩擦等因素,建立计及粗糙齿面的齿轮非线性动力学模型,研究齿面粗糙度、齿面摩擦及工况对齿轮动力学特性的影响。结果表明：粗糙度增大时,齿轮传动系统的动态传递误差增大,振动稳定性降低,动态性能逐步恶化;齿面摩擦会使齿轮副的动态传递误差和振动位移都增大,且摩擦对垂直啮合线方向的振动特性影响更明显;粗糙度对齿轮动力学特性的影响随工况变化而改变,结合工况合理地进行齿面精度设计,有利于进一步平衡加工成本与传动质量之间的问题。     

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。     

牙轮钻齿面强化材料失效分析及齿面强化新材料研究

本文利用金相显微镜和电子探针等现代科学仪器，对用铸造碳化钨强化的牙轮钻齿进行了失效分析；同时对近几年出现的卓有成效的牙轮钻齿面强化新材料，进行了堆焊试验和使用试验．大幅度地提高了牙轮钻的使用寿命。     

齿轮齿面喷丸强化研究现状与展望

疲劳与磨损是齿轮啮合过程中齿面的主要失效形式,严重影响齿轮的综合使用性能。喷丸强化工艺能够有效提高齿面抗疲劳和耐磨损性能,是一种重要的齿轮齿面强化方法。通过国内外文献分析可知:喷丸强化主要存在应力强化和组织强化两种强化机制。喷丸工艺参数对齿轮表面完整性影响的主要规律包括:残余压应力大小与工件硬度、强度成正比,而工件材料硬度越高,冷作硬化效果越弱;齿面粗糙度随覆盖率适当地增加而减小,随喷丸强度的提高而增大;喷丸强度、覆盖率、弹丸直径等喷丸工艺参数决定了残余奥氏体的转化量等。同时,国内外在喷丸强化工艺对齿轮接触疲劳性能、传动性能、磨削烧伤作用机理方面开展了大量研究,主要结论如下:残余压应力、硬度、晶粒细化程度的增加是齿轮接触疲劳性能提升和磨削烧伤修复的主要原因,喷丸引起的齿面粗糙度升高制约了齿轮使用性能的提升,可通过齿面抛光等精加工工艺来改善。此外,介绍了微粒喷丸、二次喷丸、振动喷丸等新型喷丸强化方法,从表面性能、环保、工程应用、疲劳性能等方面,客观评价了新型喷丸强化方法的优点与不足。最后,对齿轮齿面喷丸强化工艺进行总结,并对其发展趋势进行了展望。     

高精度直齿面齿轮电解加工阴极结构设计研究

针对传统展成法加工直齿面齿轮存在加工周期长、成本高以及批量生产精度低的现象，提出一种高精度直齿面齿轮电解加工阴极结构设计方法。利用截面放样法对直齿面齿轮齿面建模点进行合理规划并基于此网格划分方式利用平衡间隙设计理论建立相应阴极刀具型面模型；其次采用反流式方式设计阴极流道，提高工作效率及加工精度；最后设计一体化电解加工装夹系统。通过电解加工试验，获得了表面粗糙度在1.6 μm以下、具有综合精度为IT9级的直齿面齿轮制件，验证了该设计方法的可行性。     

格里森制摆线齿锥齿轮齿面失配分析与轮齿接触仿真

为了能够对格里森制摆线齿锥齿轮啮合性能进行综合评判,提出集齿面失配分析、齿面接触仿真和齿面加载接触仿真于一体的系统性评价方法。构建刀盘数学模型和刀倾法切齿加工数学模型,获得理论齿面。研究与大轮齿面完全共轭的小轮基准齿面及齿面Ease off拓扑计算方法。在此基础上,基于齿轮啮合数学模型,研究齿面接触分析解析计算方法,构建齿面加载接触分析有限元仿真流程。最后以一对格里森制摆线齿锥齿轮为例进行了齿面失配分析和轮齿接触仿真,算例仿真结果与格里森软件一致,验证了齿面接触仿真算法的正确性,同时也表明采用有限元方法进行齿面加载接触分析在啮合性能评价方面具有较大的直观性。     

直齿轮精密塑性成形时齿面裂纹的产生机理及控制方法

本文通过对内齿轮缩挤成形工艺的有限元模拟 ,分析了直齿轮成形时齿面裂纹的产生机理 ,并从理论上进行了解释 ,进而提出了防止齿面裂纹产生的方法     

金刚石镀层蜗杆珩轮珩磨硬齿面齿轮的实验研究

针对硬齿面齿轮加工中的刮削、磨削等加工方法中存在的问题,提出了在滚齿机上用金刚石镀层蜗杆珩轮强制珩磨硬齿面的新方法。并介绍了新开发的用内镀法镀制金刚石镀层蜗杆珩轮的新工艺和蜗杆珩轮强制珩磨硬齿面实验的切削液、切削用量等工艺参数。     

准双曲面齿轮HFT磨齿齿面接触区预测方法研究

为了便于预测汽车驱动桥准双曲面齿轮齿面接触形态,提出了一种齿面失配分析方法。通过构建准双曲面齿轮HFT磨齿数学模型和共轭啮合数学模型,推导出了与大轮齿面完全共轭的小轮基准齿面方程。采用数值方法计算出了小轮实测齿面与小轮基准齿面之间的偏差,通过图形化表达构建出了齿面失配拓扑图。以一对HFT磨齿的准双曲面齿轮为例,进行了齿面接触区仿真预测,滚检试验结果与仿真预测结果相一致,表明所提出的齿面失配分析方法可以对齿面的接触情况作出预测。该方法为齿面接触区的修正提供了理论指导。     

基于解析法和有限元法融合的准双曲面齿轮接触分析研究

以汽车驱动桥准双曲面齿轮为研究对象,研究解析法与有限元法融合的齿面接触分析方法。基于HFT法建立准双曲面齿轮加工数学模型,推导出齿面方程。通过构建齿面啮合数学模型,采用解析法计算出传动误差。通过数值算法求解出数值齿面,并构建出齿轮三维模型。将齿轮模型导入ABAQUS软件,通过提取每一帧的齿面瞬时接触椭圆,将其全部显现在最后一帧,从而获得齿面三维接触区。对一对准双曲面齿轮进行齿面接触有限元仿真,并进行磨齿加工实验。结果表明：有限元齿面接触区仿真结果与MASTA软件结果一致,与实际滚检接触区吻合,验证了所提出的齿面接触分析方法的正确性。     

循环交变载荷斜齿轮磨损特征与机制分析

为探究大型齿轮传动在循环交变载荷作用下的磨损特征与机制,降低齿轮传动系统受非稳定载荷工况影响的故障率,对不同载荷下齿轮磨损特征与运行状态进行分析.从齿轮磨损量、齿面磨损形貌分析、油液分析、磨粒分析4个方面进行磨损机制研究.利用力闭合与弹簧振子系统装置,施加恒定载荷和交变载荷;利用颗粒计数器、分析式铁谱仪和扫描电子显微镜...     

航空面齿轮传动接触应力计算方法研究

随着齿轮研究的不断进步,许多新型齿轮不断涌现,其中尤以面齿轮为代表。由于面齿轮在高速重载下的传动优点,其在航空传动件中有很大的应用潜能。根据齿轮接触分析(TCA)原理,求解正交直齿面齿轮的接触轨迹与接触椭圆;利用点接触赫兹理论,计算正交面齿轮理论接触应力;运用ABAQUS对正交面齿轮进行有限元分析,得到面齿轮接触应力的仿真结果。理论计算与仿真结果的对比验证了该计算方法的正确性。     

基于齿面拓扑修形的驱动桥主减齿轮啸叫分析与优化

针对某轻型客车在减速滑行阶段出现的驱动桥齿轮啸叫问题,提出一种齿面拓扑修形方法来优化驱动桥齿轮啸叫噪声。利用LMS Test.Lab设备进行路试测试,识别出噪声源来自驱动后桥主减齿轮的啮合振动。对主减齿轮当前齿面接触性能进行分析,在此基础上,提出采用齿面拓扑修形方法对当前齿面接触区和传动误差进行修正。对修形前后的齿面加载啮合性能和NVH仿真曲线进行对比分析,仿真结果表明:修形后齿轮啮合性能和NVH性能都得到了提升。对修形前后的主减齿轮进行了路试测试实验,实验结果表明:齿面修形后齿轮啸叫问题得到了明显改善。     

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.     

基于响应面法和修正Archard磨损理论的汽车前下摆臂热锻模具应力与磨损分析

以汽车前下摆臂热锻模具作为研究对象,基于Archard修正磨损模型,采用模具预热温度、模具下压速度、模具初始硬度和摩擦因数4因素正交试验,建立了可信度较高的回归模型,进行了模具磨损和应力的预测与优化。通过响应面法求解出的最佳参数组合为：模具下压速度为78.80 mm·s^-1、模具预热温度为206.72℃、摩擦因数为0.34和模具初始硬度为52.76 HRC,此时模具的磨损深度为3.75×10^-6 mm、模具应力为672 MPa。将实际值与预测值拟合后发现,预测值与实际值具有较好的一致性,回归模型的真实性较高。通过试验验证得到模具单次磨损深度为3.875×10^-6 mm,与响应面模拟结果的误差小于5%,验证了响应面模型的准确性。