喷油润滑内齿圈外圆面红外测温及误差分析

高速重载人字齿轮箱的摩擦功率损失会转换成为温升,齿面温度测量是评价齿轮箱润滑和冷却设计的重要手段。针对某人字齿轮箱中内齿圈外圆面温度的在线实时准确测量需求,提出了一种基于红外测温仪的旋转齿轮表面温度测量方法,并分别设计搭建了相关测试试验装置。首先,分析了基于红外测温仪的旋转齿轮表面温度测量误差的影响因素;其次,通过试验对待测齿面的发射率进行标定;最后,开展了不同转速工况下的喷油润滑齿轮表面温度测量试验,并分析了吹气压力和吹气温度对红外测温误差的影响。研究结果表明:待测齿面喷涂黑色哑光漆后的标定发射率为0.96,而红外测温光路上的光学镜片会使红外测温值低2℃左右;带有空气吹扫管的红外测温仪可以在线实时测量旋转内齿圈外圆面的温度,且红外与热电偶测温值的最大相对误差不超过7%;选择合适的空气吹扫压力和吹扫温度,可以进一步减小红外测温误差。

不同内齿结构的迷宫流道特性分析和结构优化

通过分析对比在不同条件下、不同内齿结构的灌水器迷宫流道内流场的流动特性和堵塞成因,得出具有更优抗堵塞性能的流道结构,结合FLUENT数值模拟,分析在3种不同内齿结构(矩形、三角形、弧形)以及不同内齿组合形式(单内齿、双内齿、组合内齿)迷宫流道中的流速特性和湍动能特性,同时研究在3种不同的压力条件下(0.06、0.11、0.15 MPa)以及3种不同粒径颗粒(0.05、0.085、0.130 mm)的运移状况等。分析结果表明:相较于其余8种流道结构,在抗堵塞性上组合型三角形内齿结构为最优流道结构。对比改进前的组合型三角形内齿流道,优化改进后,流道流速和湍动能均明显提升,不仅增大了流体在流道中保持和运行湍流状态的能力,而且提高了低速区的流速和湍动能在流道的范围和数值大小,更加便于颗粒运移,抗堵塞性能更好。结果表明:流道内各划分区域的流速、湍动能和颗粒运移速率都受流道的结构参数影响;加入内齿面积的大小影响内齿流道的抗堵塞性能,对比分析仿真模拟的各项数据得出最优流道内齿组合方式为组合型,最优内齿结构为三角形内齿。

基于电子齿轮箱的内齿珩轮强力珩齿轮廓误差补偿控制研究

多轴控制系统的轮廓误差具有强耦合特点,由于是多轴联动产生的结果,仅提高单轴的跟踪精度不一定能降低轮廓误差。为降低珩齿多轴控制系统的齿面轮廓误差,进一步提高珩齿的加工精度,文章提出一种简单有效的补偿控制策略。分析珩齿机的机床结构,根据珩齿多轴电子齿轮箱(electronic gearbox,EGB)控制系统的数学模型推导出基于齿轮啮合原理和坐标变换的齿面轮廓误差数学模型,并设计出一种简单的齿面轮廓误差补偿控制器。仿真和实验结果表明,所提出的补偿控制策略对降低齿面轮廓误差有显著的效果。该文方法对提高珩齿实际加工精度具有一定的指导意义。

内齿齿顶角度对灌水器水力性能和抗堵塞性能的影响分析

为探究不同三角形内齿齿顶角度对于迷宫流道灌水器的水力性能以及抗堵塞性能的影响,结合FLUENT数值模拟的方法,在梯形迷宫流道中加入三角形内齿结构,研究三角形内齿齿顶角度分别为-66.37°、-63.64°、-58.86°、-53.13°、60°、53.13°、58.86°、63.64°、66.37°(以60°为界,根据水流方向,顺时针为正,逆时针为负)的流道流速特性和堵塞成因。齿顶角为58.86°、63.64°和66.37°的低速区域相对较少;内齿齿顶角角度为60°、63.64°、66.37°流道时,涡旋区占比较大,涡旋区域位置合理;分析流道中不同粒径颗粒的运动情况,三角形内齿齿顶角角度为53.13°、58.86°、63.64°时,流道内颗粒即使出现涡旋周转运动,但滞留时间较短,运移轨迹也相对于更短,流道的抗堵塞性能提高显著。三角形齿顶角度对加内齿迷宫流道的水力性能和抗堵塞性能均有不同程度的影响,齿顶角度为63.64°的流道流速特性较好且最不易产生泥沙堵塞现象。

汽车启动机内齿圈异常磨损研究

内齿圈是汽车启动机驱动装置行星减速机构中的重要部件,在扭矩传输及降低转速等方面发挥重要作用。该文在对汽车启动机构造、内齿圈异常磨损类型进行分析的基础上,以PA46+30%玻纤材料的内齿圈异常磨损为例,对内齿圈承载能力进行计算及试验,探讨启动机温度与内齿圈承载能力之间的关系,并提出汽车启动机内齿圈异常磨损解决对策,从而更好地避免汽车启动机内齿圈出现异常磨损。

PAG水基淬火在大模数调质内齿圈中的应用研究

以风电大模数调质内齿圈为研究对象,采用3种不同浓度PAG水基淬火液进行对比,研究热处理前预开齿与未开齿对零件性能的影响。结果表明,预开齿与否,在淬火后本体硬度波动范围为1%左右,对零件力学性能和金相组织影响不大,淬火液浓度对零件淬火后硬度值影响较小,抗拉强度和屈服强度随着淬火液浓度的增加呈抛物线趋势,金相组织在8%和10%浓度下相同,在8.5%浓度下,预开齿后调质件齿根处金相组织优于未开齿调质件。

大功率采煤机摇臂内齿圈失效原因分析和改进措施

对EKF SL1000采煤机摇臂行星齿轮箱内齿圈频繁损坏情况进行分析,对内齿圈材料、力学性能、硬度、渗碳层深度、齿面失效等方面进行全面系统的分析,通过检测实验、分析数据找出内齿圈频繁损坏的具体原因。确定内齿圈组织不均匀、齿面存在大量网状氮化物为失效主要原因,从对应加工工艺、热处理关键指标优化等方面制定相应改进措施,在加工制造环节进行严格管控,彻底解决内齿圈失效问题,进一步提高采煤机摇臂寿命,保障了矿井正常生产。

内齿圈渗碳淬火变形控制

针对内齿圈中空薄壁结构,在渗碳淬火的高温状态和快速冷却的条件下极易发生变形的问题,分析了内齿圈渗碳淬火的变形原因。根据齿圈的结构特点,设计制造了淬火变形控制的专用工装,利用淬火工装在快速冷却过程中的强制校正功能,使齿圈在组织转变时能够实现圆度和端面翘曲的校正,对内齿圈淬火变形达到良好的控制效果,椭圆度和锥度小于直径的0.1%,最终达到满足磨齿要求。

少齿差内齿行星齿轮传动的研究现状

评述了少齿差内齿行星齿轮传动的研究现状、存在的问题和将来的研究方向。作为一种新型的齿轮传动机构,内齿行星齿轮减速器具有其自身的许多优点,但对其动力学性能的研究还不成熟。因此,需要在以下几个方面开展研究工作:符合实际的动力学特性研究、不平衡质量引起的动载问题、加工误差对其性能的影响等。

内齿行星齿轮传动受力特性的研究

通过对内齿行星齿轮传动在单轴输入和双轴输入两种不同状态下内齿板的受力特性的研究和分析 ,得出一种比较简单、实用的内齿板受力的近似计算方法 ,从而为内齿行星齿轮传动的转臂轴及其轴承上的载荷计算提供了方便。同时 ,研究了在上述两种输入状态下应采用的内齿板的数目及单轴输入时的原理性载荷不均匀问题。

渗碳淬火硬齿面内齿圈刮齿齿形精度提升研究

某型号鼓形齿接轴内齿圈,具有窄空刀槽、齿面硬度高的特点。通过优化插齿刀具、刮削参数、刀具刃磨方式等工艺手段,完成了鼓形齿接轴硬齿面内齿圈的制造,其齿面精度满足设计预期,提升了鼓形齿接轴整体质量的稳定性及使用寿命。

内齿行星传动内齿轮副的几何参数计算

论述了内齿行星传动内齿轮副齿廓不发生重迭干涉的条件。论证并推荐了合理的外齿轮变位系数，并将用计算机编程计算的内齿轮副的几何参数列成了表，以提高设计计算的效率。

偏心轮推杆行星传动内齿圈齿廓及其结构特性研究

对偏心轮推杆行星传动内齿圈齿廓的加工过程进行了计算机模拟 ;推导了实际齿廓的最小曲率半径和压力角的计算公式 ;定量分析了影响最小曲率半径和压力角的因素 ;得出了偏心距是偏心轮推杆行星传动的一个至关重要的参数的结论。

高速行星传动内齿圈的有限元分析

以直齿行星传动为例,对非过盈配合键连接方式的内齿圈的应力与变形进行了研究。以轮缘厚度系数来描述内齿圈的柔性,以均布的弹簧约束来反映内齿圈与机体的配合情况。利用Pro/E与ANSYS软件建立了完整内齿圈的有限元模型,根据重合度与齿间载荷分配系数对各承载轮齿施加了分布载荷,并着重分析了工作过程中轮缘厚度系数与配合松紧度对内齿圈的应力与变形的影响。

内齿行星齿轮传动动态特性的研究

对内齿行星齿轮传动进行了分析，在确定基本假设的基础上，根据系统变形协调条件，建立起动力分析模型，对该模型进行了动力学、运动学分析，并讨论了参数对其动态性能的影响。

梯形内齿旋压成形过程数值模拟及试验研究

采用有限元数值模拟和试验验证的手段对三旋轮杯形薄壁梯形内齿轮旋压过程进行了研究,讨论了齿形角、减薄率、进给比、旋轮圆角半径等工艺参数对杯形薄壁梯形内齿旋压成形质量的影响。结果表明,在旋压成形过程中,金属的流动与齿廓侧面的倾斜程度有关;梯形齿各截面壁厚分布较矩形齿均匀。随着减薄率、进给比及旋轮圆角半径的增加,工件轮齿部分的相对齿高也随之增加。

旋轮型面对矩形内齿旋压成形影响的数值模拟

为了优化旋压工装设备,并为旋轮工作型面的选择和成形工艺参数的设计提供依据,基于对筒形件常用旋轮型面的分析,结合杯形薄壁矩形内齿旋压的特点,采用有限元软件MSC.Marc,建立了齿轮旋压三维弹塑性有限元模型,对不同旋轮工作型面进行了数值模拟,分析了不同旋轮工作型面对杯形薄壁内齿轮轮齿成形的影响规律.结果表明:当采用台阶形旋轮时,减小工作型面的成形角和增大圆角半径有利于轮齿的成形;当工作型面为圆形型面时,轮齿的成形质量最好.

计入内齿板变形的环式减速器弹性动力分析

环式减速器是一类新型的少齿差行星传动装置,具有传动比大、承载能力高、结构紧凑、制造成本低和适应性广等诸多优点。为改善系统的动力学性能,建立了环式减速器的弹性动力学方程,计入了高速轴、内齿板、啮合轮齿及轴承等的弹性变形。利用ANSYS软件创建了内齿板的有限元模型,以具有等效刚度的弹簧约束内齿板的刚体运动,求解了一个机构运动周期内各相内齿板的应力、位移与弹性变形。将基于ANSYS的内齿板有限元分析与环式减速器的弹性动力分析相结合,经迭代计算,揭示了系统中各零部件的真实受力情况。研究表明,内齿板的拉压变形与弯曲变形均对环式减速器的动力学性能具有重要影响,内齿板的弹性变形将导致行星轴承的实际使用寿命低于预期的设计寿命。

行星齿轮内齿圈的多柔体动力学分析

以多柔体动力学理论为基础,研究了行星齿轮内齿圈在啮合过程中的动力学行为。构建了基于UG的虚拟样机模型。对系统进行了分析、计算及数值仿真,求解得到轮缘厚度系数与内齿圈应力/应变的定量关系及动应力沿内齿圈的分布规律,并对内齿圈进行了结构优化。结果表明,适当降低内齿圈的轮缘厚度系数,可有效降低振动、冲击与噪声,从而提高机构的疲劳寿命。

行星齿轮减速器内齿圈模态分析

采用循环对称模型及全六面体网格对行星齿轮内齿圈的结构进行有预应力的模态分析,运用多点约束技术(MPC)模拟螺栓约束,使模型在尽可能小的计算规模下获得尽可能精确的计算结果,并通过试验对计算结果加以验证,计算得到内齿圈的前四阶模态。结果表明:啮合预紧力对内齿圈的固有频率和模态影响不大;而较长齿面会导致齿圈部分振动较大。