行星齿轮传动装置振动超标问题的分析与排除

某带行星齿轮减速器的发电机组在满负荷额定转速工况下,出现减速器轴承及发电机后轴承处横向振动偏大的故障现象。通过振动频谱分析,确定了减速器的三个行星轮的装配精度偏差是机组振动偏大最主要的影响因素。在重新拆检复装后,提高行星轮与内齿圈的装配精度,验证试验结果表明,机组振动偏大的故障现象即可消除。     

行星齿轮箱典型故障对内齿圈齿根应变的作用机理研究

行星齿轮箱由于具有优良的特性被广泛应用于多领域的机械传动系统中,但恶劣的工作条件导致其故障频发,因此开展行星齿轮箱故障诊断方法的研究工作十分必要。传统的基于振动信号的故障诊断方法在识别行星齿轮箱早期微弱故障方面具有局限性,为此提出基于内齿圈齿根应变信号的行星齿轮箱故障诊断方法,并主要开展行星齿轮箱典型故障对内齿圈齿根应变的作用机理研究工作。分析行星齿轮箱内齿圈齿根应变模型的构建方法,将内齿圈齿根应变模型分解为行星轮-内齿圈啮合力模型、内齿圈轮齿的齿形系数模型和齿间载荷分配系数模型;利用行星齿轮箱的纯扭转模型计算行星轮-内齿圈啮合力,利用材料力学理论推导内齿圈轮齿的齿形系数,并对行星轮-内齿圈啮合过程中的齿间载荷分配系数进行分析;研究行星齿轮箱典型故障对啮合刚度的影响,并根据内齿圈齿根应变模型计算得到典型故障下内齿圈齿根应变的变化规律。建模仿真计算分析结果表明,不同类型、不同部位、不同剧烈程度的故障会对行星齿轮箱内齿圈齿根应变信号造成不同影响,利用内齿圈齿根应变信号可有效识别行星齿轮箱的故障行为。     

基础俯仰运动对风力机行星齿轮动力学特性的影响分析

由于塔架在风力作用下的弯曲振动,机舱会产生俯仰运动,进而对行星齿轮产生基础激励。从能量角度出发,考虑基础俯仰运动、轮齿脱啮和齿背啮合,通过第二类拉格朗日方程建立了基础俯仰运动下行星齿轮传动非线性弯-扭-轴耦合模型。与现有基础固定情况下的耦合模型相比,基础俯仰运动将引起附加阻尼、附加刚度和附加外激励,同时引起直齿轮平面运动与轴向运动的耦合。采用数值积分获得系统动态响应,评估轴向运动对系统动力学特性影响的大小,分析基础俯仰运动和齿圈支承刚度对行星齿轮动力学响应和均载特性的影响。结果表明,基础俯仰运动显著增大中心轮(行星架、齿圈和太阳轮)的横向振动;行星轮所受附加作用力不相同,运动对称性被破坏,系统出现不均载现象。当系统存在轮齿脱啮和齿背啮合时,增大齿圈支承刚度能显著改善均载特性,没有轮齿脱啮和齿背啮合时,均载系数随着齿圈支承刚度的增大而小幅增大。     

17CrNiMo6钢齿轮轴齿面剥落原因分析

在重载齿轮传动过程中,齿面剥落是硬齿面齿轮疲劳损伤的主要形式。通过分析17CrNiMo6钢齿轮轴发生齿面剥落的原因。结果表明：齿面硬度偏低,有效硬化层不足,硬度梯度不合理,是导致其齿面产生早期剥落的主要原因。     

行星齿轮箱齿轮组合故障振动频谱特征

行星齿轮箱的局部故障容易发展成为组合故障,复合故障频谱特征与局部故障有明显区别。研究太阳轮与齿圈、太阳轮与行星轮、行星轮与齿圈等组合故障频谱结构对行星齿轮箱故障诊断具有重要意义。考虑组合故障对振动信号的调幅-调频作用,以及时变振动传递路径的调幅作用,建立了组合故障振动信号模型,推导了Fourier频谱公式,总结了组合故障的频谱特征规律。推导了太阳轮与齿圈、太阳轮与行星轮、齿圈与行星轮两两组合故障以及太阳轮、行星轮与齿圈三种齿轮同时故障的特征频率计算公式。通过行星齿轮箱实验信号分析验证了理论推导结果,基于Fourier频谱分析诊断了太阳轮与齿圈、太阳轮与行星轮、齿圈与行星轮组合故障。     

行星齿轮传动及其国内外水平

齿轮和减速器是各种机械传动装置的重要基础件,其精度和承载能力的优劣直接影响着主机的性能。因此,一个国家的齿轮工业的先进与否,是这个国家机械工业水平高低的重要标志之一。当前,齿轮传动技术发展很快,其主要内容包括采用硬齿面和行星减速器,以及开发新型传动。其中行星传动是将定轴线改为动轴线传动,采用功率分流(由若干个行星齿轮分担载荷),合理地应用内啮合机构及合理的变位等,从而使传动机构具有重量轻、体识小、传动比大、传动效率高以及承载能力较大等优点。     

基于最小动态传动误差波动量的斜齿行星轮系齿轮修形研究

为抑制系统的振动和噪声,以动态传动误差波动量为指标,研究了斜齿行星轮系的齿轮修形策略。采用集中参数法建立了斜齿行星轮系的弯—扭—轴—摆耦合动力学模型,进而运用Runge-Katta法求解了各齿轮副的动态传动误差;借助Romax软件,数值仿真了轮系中各齿面的接触载荷;齿轮未修形时,轮系中各啮合副的动态传动误差波动量大、齿面载荷分布不均、存在明显的啮入啮出冲击;因此,针对该斜齿行星轮系制定了齿向鼓形、齿廓渐开线的修形策略;基于齿轮啮合原理,推导了修形函数在啮合线上的分量,并将其计入行星轮系的动力学模型,再通过数值计算,获得计入齿轮修形效应的各啮合副动态传动误差;运用响应面法拟合出齿轮修形量与啮合副动态传动误差波动量之间含交叉项的二次多项式函数,取其最小值对应的设计变量值为内、外啮合副独立修形时的最佳修形量;在此基础上,以内、外啮合副独立修形时的最佳修形量为设计变量均值,进一步拟合出斜齿行星轮系综合修形的响应面函数,并通过求解函数最小值获得轮系最佳修形量组合;最后,比较了修形前、后斜齿行星轮系的动态特性。结果表明:所提的修形方法能有效改善齿面受载状况,使各齿轮副的动态传动误差波动量降低到4μm以内。     

立磨减速机太阳轮齿面剥落原因分析

硬度偏低通常被认为是重载齿轮齿面发生点蚀和剥落的主要原因.通过对某厂生产的立磨减速机太阳轮剥落齿面的失效分析,认为过厚的脆性硬化层导致了该太阳轮齿面剥落的发生.     

双倍档变速器动力学

使用2个行星齿轮排构建了一种新型自动变速器--双倍档变速器,利用行星齿轮转速能自动调节的特点,实现了驱动力在2个行星齿轮排之间连续传递。每个行星齿轮排的齿圈和太阳轮交替接外啮合齿轮产生2个传动比,从而简单地增加外啮合齿轮数量就可实现8速、12速、16速。使用SIMPACK软件建立了双倍档变速器的2个档位仿真模型,研究起动、换档、制动工况。分析表明,起步时扭矩增长可控,制动时有发动机阻力辅助,效果更佳;换挡策略多样,可以满足不同人群的要求;输出轴不间断换档有线性转速和衰减转速2种形式,为达到转速线性换档而不引起振动冲击的理想效果,需开展深入细致的研究。     

多级行星轮系减速器的降噪研究

以传统的边频信号识别技术为手段,对某型号的三级行星齿轮减速器故障进行测试与分析,分析表明,该型减速器的第一级太阳轮的转动轴线偏离理论轴线,从而使得行星架和行星轮的转动轴线也偏离理论轴线,导致Ⅰ级的行星轮和Ⅰ级的太阳轮转动都出现了偏心,引起较大的振动与噪声。另外,对减速器进行的模态分析还表明,行星齿轮在较大的啮合冲击激励下发生了共振,加大了减速器的噪声。经对其结构进行改进,使其噪声下降了2.5 dB(A)。     

多级行星齿轮减速器传动比分配方法

传动比的分配是多级行星齿轮减速器设计的关键。本文通过对行星齿轮减速机的承载能力、结构布局等方面，对多级行星齿轮减速器传动比的分配进行探讨。     

X—Y 型减速器的特性与分析

一、引言X—Y 型减速器是渐开线少齿差行星减速器(下文简称少齿差)的一种改进型。少齿差具有结构简单,体积小,重量轻,同轴线传动,速比范围大,运转平稳和成本较低等优点,近年来在各工业部门获得广泛应用。但常见的少齿差存在两个主要问题:1.由于内啮合齿轮付之间的齿数差相差极少(一般为1～4),这样在加工齿轮和装配时容易产生各种干涉,解决的措施是采用短齿和对齿轮进行大角度修正来避免可能产生的各种干涉。从分析可知齿数差越少,修正后啮合角越大,例如一齿差,α′=54°～56°;二齿差,α′=37°～39°;三齿差,α′=28°～30°;四齿差,α′=25°～27°。啮合角增大不仅使重合度减小,还会导致径问负荷增     

新型少齿差减速器动态特性分析及实验研究

摘 要 针对某新型少齿差行星减速器,进行了不同啮合位置时的多体接触有限元分析,求得轮齿时变啮合刚度,采用动力接触有限元法计算齿轮啮合冲击激励,得出包括时变刚度激励、误差激励、啮合冲击激励的齿轮啮合内部动态激励。建立减速器的有限元动力分析模型,在综合考虑内部激励和外部激励的情况下计算了减速器的时域和频域响应及加速度级1/3倍频程结构噪声。利用振动测试分析仪对新型少齿差内啮合减速器进行测试分析,并与有限元计算结果进行对比,二者较为吻合。     

活齿端面谐波齿轮减速器虚拟样机的运动仿真

活齿端面谐波齿轮传动是综合传统的谐波齿轮传动和活齿传动的优点而发明的一种新型传动装置.在进行活齿端面谐波齿轮减速器虚拟样机三维建模及装配的基础上,基于Pro/ENGINEER软件机构仿真功能,实现了该减速器虚拟样机的活齿与端面谐波齿轮及端面齿轮的空间啮合运动仿真及动态分析.     

变速箱双联齿和512齿轮失效分析

某型号变速箱在台架试验过程中,双联齿和与之啮合的512齿轮均发生失效事件。采用断口分析、金相检验、硬度测试以及化学成分分析等方法对失效件进行了检验。结果表明:由于双联齿和512齿轮的齿面存在严重的异常接触,加之双联齿的有效硬化层深度和心部硬度均低于技术要求,从而导致在台架试验过程中双联齿表面发生严重的接触疲劳剥落,与之啮合的512齿轮发生弯曲疲劳断齿。     

轧钢机渗碳淬火齿轮磨削裂纹产生原因及预防措施

为找到轧钢机齿轮在生产中磨削后齿面出现裂纹缺陷的原因,对轧钢机渗碳淬火齿轮进行了宏观分析、化学成分分析、硬度测试及金相检验等.结果表明:磨齿工艺不当导致齿轮最表层形成未经回火的二次淬火隐晶马氏体,硬度高且脆性大,渗碳层最终形成高-低-高的典型磨削淬火烧伤硬度分布特征,当齿轮磨削表面产生的热应力、拉应力和组织应力大于齿轮...     

圆柱齿轮减速器可靠性优化设计与实体造型

考虑应力和强度的随机性,运用机械优化设计理论,按给定的可靠度作为齿面接触和齿根弯曲疲劳强度约束条件,建立单级斜齿圆柱齿轮减速器多目标可靠性优化设计数学模型,以确定齿轮传动参数。应用SolidWorks软件进行减速器实体造型设计并利用COSMOSMotion插件实现了运动仿真,探讨了减速器计算机辅助设计实用可行的新方法。     

行星齿轮减速器故障动力学模拟和特征提取

行星齿轮减速器虽广泛应用,但其故障率较高,对此建立一诊断机制成为难点。构建船用行星齿轮减速器刚柔耦合动力学模型,并设置常见故障进行仿真。故障特征信号对比分析表明,故障使得系统能量集中于信号主峰边频,并使边频发生偏移,不同故障机制调制效果不同。这对行星齿轮减速器良好运行起到很好的指导作用。     

同功重比修形斜齿和直齿面齿轮性能对比研究

为深入了解同功重比修形斜齿与直齿面齿轮的性能差异,选择更适合于高速重载工况下的面齿轮传动.基于啮合原理推导了修形斜齿与直齿面齿轮齿面方程,基于CATIA建立了修形斜齿与直齿面齿轮三维模型,采用有限元接触分析方法,以接触应力、弯曲应力和重合度为面齿轮传动性能指标展开研究.研究结果表明:修形斜齿面齿轮相比修形直齿面齿轮接触应力大幅降低,算例最大接触应力降低16.3%;修形斜齿面齿轮相比修形直齿面齿轮弯曲应力大幅降低,算例最大弯曲应力降低32.4%;修形斜齿面齿轮相比修形直齿面齿轮重合度大幅提高,算例重合度提高10.3%.所以同功重比情况下,修形斜齿面齿轮传动性能优于修形直齿面齿轮,前者更适合于高速重载工况下的轻量化设计.     

40Cr钢转动轴齿轮磨损原因

某40Cr钢转动轴在转动测试约35 h后,转动轴齿轮出现磨损现象。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、金相检验、硬度测试等方法分析了齿轮磨损的原因。结果表明：该转动轴齿轮与齿轮轴套的热处理工艺控制不当,导致齿顶表层晶粒偏大;与该转动轴齿轮匹配的齿轮轴套硬度偏高,使转动轴齿轮发生变形以及齿顶表层材料缺失,缺失的材料形成磨粒磨损,最终导致该转动轴齿轮齿牙缓慢剥落。