磨损齿轮啮合过程的模拟研究

实际应用中，由于磨损和受热等原因，使得齿轮齿廓以及啮合过程中啮合线都发生了畸变。通过对电力机车变速箱中齿轮的实测数据分析，建立了齿轮齿廓的数值模型，给出了磨损齿轮啮合的必要条件及磨损齿轮传动过程中啮合点的运动方程。结合实例分别研究了不同磨损程度的齿轮的啮合特性，同时给出了相应的啮合线形状。

大模数磨损齿轮齿条静力学分析

针对磨损故障形式下的齿轮齿条起升机构,通过分析计算相同载荷下1/12磨损、1/6磨损、1/4磨损下的齿轮齿条基本参数变化情况,利用将齿轮齿条磨损问题量化为ISO相关基本参数改变的方法,对正常和不同磨损故障形势下的弯曲强度进行理论计算,得到其弯曲应力理论计算值。再通过有限元方法对正常和1/12磨损、1/6磨损、1/4磨损下的大模数齿轮齿条起升机构进行静力学分析,研究不同磨损状况下齿轮齿条的弯曲应力和接触应力应变分布规律,并将静力学分析得出的弯曲应力分析结果与利用ISO公式计算的弯曲强度计算结果进行对比分析,验证了将齿轮齿条磨损问题转化为相关基本参数改变问题的可行性,并通过对大模数故障齿轮齿条起升机构的静力学分析,得到其故障形式下的静力学特性,为大模数齿轮齿条起升机构的故障诊断和运行健康评估提供必要的理论基础。

采用变位法修复磨损齿轮

采用变位法修复磨损齿轮山东昌东机械厂刘锦文机械传动，在齿轮变位法方面的研究开始较早，应用也广，在机械设备维修中利用变位法使已磨损的齿轮修复是比较复杂的，但具有提高零件利用率，节约原材料降低费用的优点，值得提倡。我厂经常遇到一对齿轮副中小齿轮磨损严重，...

随机风速下含磨损故障的齿轮系统动力学特性

通过Archard磨损模型计算齿面磨损量,得到了时变啮合刚度,同时考虑齿侧间隙、综合传递误差和随机风速引起的外部激励等因素,建立了含磨损故障的风电机组高速级齿轮传动系统动力学模型,并使用Runge-Kutta法进行求解,分析了不同累计磨损量下风电机组高速级齿轮传动系统的动态特性。研究结果表明:Archard磨损模型符合实际齿轮磨损状态,在节线处磨损最小,在齿顶处的累计磨损量最大;振动位移的波动趋势与输入转矩趋势相反,随着磨损时间的增加,振动位移的波动程度增加;经过5年的磨合期之后,齿轮的主要响应频率的振幅呈线性变化。研究结果为齿轮传动系统的故障诊断与检测提供重要的理论依据。

盾构机减速器多级行星齿轮磨损状态检测

齿轮运行状况直接关系到盾构机减速器工作质量,为了保证其正常工作,需针对盾构机制减速器多级行星齿轮磨损状态进行定期检测。针对齿轮进行检测方法的设计,首先通过平移不变量小波降噪方法对减速器多级行星齿轮振动信号进行降噪处理,设置自适应局部阈值,分割出齿轮图像啮合区,最后检测点蚀区域。

阶次跟踪在齿轮磨损中的应用

研究旋转机械在变速过程中振动信号的分析方法。在利用B&K3560多分析仪对齿轮箱加速时测得的振动信号进行时域采样的基础上,利用样条插值算法进行角域重采样得到等角度分布的采样点,并对其进行阶次跟踪分析。结果显示出阶次跟踪分析法在处理转速变化信号时的优越性:能够有效地避免传统频谱方法所无法解决的“频率模糊”现象,对齿轮箱的早期故障有一定的识别能力。该方法是对传统的频谱分析法的有力补充,具有很广阔的应用前景。

齿轮磨损寿命预测方法

以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,通过理论推导,研究齿轮啮合过程中轮齿间各状态参量随啮合角的变化规律.引入磨损步长,对连续磨损过程进行离散化处理,通过磨损步长内的准静态模型代替数学上无法求解的动态非线性磨损模型,实现了对齿轮磨损问题的数值仿真.其中应用Achard磨损模型,充分考虑了齿轮负载及转速对齿轮副齿面磨损的综合影响,建立了齿轮磨损寿命预测模型,编制了相关程序,可实现对不同齿轮、不同工况下磨损寿命的预测,从理论上解决了齿轮磨损寿命的预测问题,具有一定的理论价值及工程应用前景.

基于CDA和MoG-BBN的齿轮磨损状态识别研究

提出了基于混合高斯输出贝叶斯信念网络模型的齿轮磨损状态识别新方法,建立了变量消元算法和期望最大化算法相结合的模型推理算法,通过计算待识别磨损特征向量的概率值来确定齿轮磨损状态。针对期望最大化算法容易局部收敛的问题,对其进行了改进,使其更容易获得全局最优值。根据磨损特征之间的非线性关系这一特性,应用曲线距离分析方法对特征进行降维。最后,利用五种不同工况下的齿轮磨损实验数据对模型进行验证。结果表明,该模型可以有效地识别齿轮磨损状态,识别正确率可以达到99%,为齿轮箱的健康管理提供了科学依据。

基于数据挖掘的齿轮副磨损状态评估方法

为了提高齿轮副磨损状态评估的准确率,基于数据挖掘技术提出了一种新的齿轮副磨损状态评估方法.该方法通过设计直齿圆柱齿轮副磨损实验,提取实验齿轮副全寿命周期内的油液参数和振动参数,对齿轮副磨损状态进行聚类划分,建立了监测参数与齿轮副磨损状态之间的关联规则集及齿轮副磨损状态关联规则匹配算法,用于识别齿轮副的磨损状态.研究结果表明:基于数据挖掘的齿轮副磨损状态评估方法对齿轮副磨损状态的识别率达90%,能有效地评估齿轮副磨损状态.

基于粒子群算法的RBF神经网络齿轮磨损预测

针对机械设备磨损难以预测问题,提出RBF神经网络预测模型,并结合粒子群算法优化模型参数。利用变速箱型号为SG135-2系列的K727840ZW齿轮磨损实验输入-输出数据,通过基于粒子群算法的RBF神经网络建立输出预测模型,并与传统的AR模型、BP神经网络模型及Hermite神经网络模型预测作比较。仿真结果表明,基于粒子群算法的RBF神经网络模型结构简单、预测精度高,验证了所提方法的有效性和实用性。

考虑齿轮磨损的行星减速器传动精度时变可靠性分析及优化设计

针对行星减速器工作过程中存在齿轮动态磨损因素导致传动精度可靠度下降的问题,建立了考虑齿轮磨损的行星减速器传动精度时变可靠性模型,并进行了传动精度可靠性分析与公差优化设计。基于啮合线分析方法建立了行星减速器传动误差模型,对齿轮磨损这一随机过程进行了数值仿真,并利用高斯过程预测了齿轮磨损量;以某二级2K-H型行星减速器为例,运用改进的基于随机过程离散化时变可靠性分析方法求解其传动精度可靠度;建立以加工成本最低为优化目标、传动精度可靠度和齿轮磨损量为约束条件的公差优化设计模型,通过序列二次规划法对影响加工成本的设计参数进行优化。经优化后,加工成本降低了3.8%,在达到减速器预期寿命时,其传动精度可靠度达到99.33%,较优化前提升了10.96%。

基于鲁棒最小二乘支持向量机的齿轮磨损预测

为了降低包含噪声的现场齿轮磨损数据对最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)模型稳健性的影响,采用迭代鲁棒最小二乘支持向量机(iteratively robust least squares support vector machine,IRLSSVM)对齿轮磨损数据进行建模和预报.首先,增加权函数迭代次数以保证建模过程的鲁棒性;然后,将具有全局搜索的耦合模拟退火(coupled simulated annealing,CSA)与局部优化的单纯形法(simplex method,SM)相结合的方法用于优化IRLSSVM模型超参数,进而采用鲁棒交叉验证作为CSA-SM算法拟合目标函数,提高IRLSSVM模型超参数优化过程的鲁棒性;最后,利用K727840ZW变速箱现场齿轮磨损数据进行了数值实验,结果验证了所提出方法的有效性.

电站磨煤机齿轮磨损防护技术应用研究

分析了火电厂筒式钢球磨煤机传动齿轮磨损的机理,介绍了堆焊、热喷涂和润滑处理3种磨损防护方法,结合火电厂的实际应用,根据磨损程度的不同,提出端面换向法、等离子喷涂法、堆焊修复法与高级重负荷工业齿轮润滑油润滑处理配合应用,可较好地解决煤机齿轮磨损问题.

基于齿面粗糙度和磨粒分析的齿轮磨损探究

为探究齿轮的磨损过程,以一对直齿圆柱齿轮为研究对象进行齿轮运转试验。在齿轮运转过程中,每2h或4h对齿面进行粗糙度检测并做好记录,每隔1h或2h停机,从齿轮箱中抽取油液,采用油液颗粒分析仪对其磨粒分析,利用LNF-Q210油液分析仪特有的磨粒自动分类功能分析记录切削磨粒、接触滑移磨粒、疲劳磨粒和总磨粒的浓度。试验结束后,对数据进行了处理,结果显示磨粒浓度和粗糙度在不同运转阶段呈现一定的变化趋势。对其进行分析,结论:齿轮运转初期滑移磨粒浓度上升较快,且粗糙度值随齿面磨合而逐渐减小;正常磨损阶段,齿面状态比较稳定,粗糙度值整体变化不大,切削和疲劳磨粒比较平稳,滑移磨粒增加相对较快;齿轮磨损后期,齿面疲劳剥落而快速恶化,粗糙度值快速变大,疲劳磨粒和切削磨粒浓度急剧上升。

基于逆向工程的齿轮磨损件无损检测技术

齿轮减速器零件由于长期处于高速的工况下而磨损剧烈,其磨损位置、磨损量具有不确定性及复杂性等特点.对磨损部位进行快速、定量、精确无损检测是对其进行绿色再制造的前提和关键.采用基于逆向工程的原理,对齿轮磨损件进行表面信息获取、磨损实体模型重构,并与标准件进行对比分析,得到了磨损部位定量、精确的待修复信息,为磨损件的绿色再制造提供数字化依据.

减速箱齿轮磨损故障诊断

减速箱的故障诊断采用振动法较多,但由于实际工作过程中各种干扰信号的存在,效果并不理想。根据目前国内外润滑油液分析监测研究情况,结合齿轮副磨损故障监控的研究现状和发展趋势,研究和建立利用电导法监测润滑油液中磨屑的分布情况及润滑油的污染程度的理论,开发一种快速、简便、廉价的监测系统,及时监测、预报机械的磨损状态与润滑油的污染状态,减少机械故障的发生,是提高机械设备的可靠性和使用寿命的有效途径。 一、电导法监测减速箱齿轮磨损故障机理分析

灰色理论在齿轮磨损量预测中的应用研究

利用灰色理论,通过研究建立了无偏的GM(1,1)模型,突破了模型参数|a|较大时GM(1,1)模型无法应用的禁区。并将无偏GM(1,1)模型应用于对齿轮磨损数据的预测,通过试验研究获得了满意效果,为齿轮磨损趋势的预测提供了一个新方法。

分形在齿轮磨损监测中的应用

将分形理论用于齿轮磨损的监测,从工程应用角度介绍了振动信号盒维数的计算方法。通过对齿轮振动信号分形维数的计算,揭示了分形维数与信号复杂程度之间的内在联系。结果表明:随齿轮磨损的增加,齿轮振动信号盒维数呈下降趋势,运用振动信号的分形维数特征可有效实现齿轮磨损监测。

基于时变啮合力的非圆齿轮传动动态磨损研究

由非圆齿轮变速比传动特性引起的时变啮合力对轮齿传动磨损具有重要影响,以精梳机中关键核心部件的椭圆齿轮副为研究对象,应用Hertz基础理论和Archard磨损公式,建立了基于时变啮合力的齿轮磨损计算模型,采用当量齿数法对非圆齿轮的啮合刚度进行求解,分析了单个齿廓的时变啮合力和磨损量的变化规律;在此基础上,研究了阶数和偏心率对椭圆齿轮时变啮合力及磨损量的影响。结果表明,齿轮时变啮合力和齿面磨损量随着偏心率和椭圆齿轮阶数的增加呈现不同程度的增加;时变啮合力在单双齿啮合区交界处发生突变;齿廓磨损量在节圆附近接近零,在齿根和齿顶处的磨损量较大。在对非圆齿轮不同节曲线向径处的磨损量进行研究时发现,在最小节曲线向径处的齿根磨损量显著大于最大节曲线向径处。该研究结果为使用修形方法降低时变啮合力与磨损量,从而延长齿轮寿命提供了一定的理论依据。

基于改进粒子群算法的提取齿轮磨损特征方法

针对轻微齿轮磨损故障信号在啮合频率和边频带上的幅值特征难以将其与正常信号区分的问题,提出用Laplace小波提取信号的粘滞阻尼比作为一种冲击特征,同时提取对冲击信号敏感的时域和频域峭度指标作为另外两种特征;又由于传统Laplace小波匹配方法存在计算耗时和精度不高的缺点,采用一种基于概率模型的改进粒子群算法以快速找到最佳匹配结果,从而得到其阻尼参数;将上述3种冲击特征用于农用拖拉机变速箱的齿轮磨损故障识别,其结果表明提出的方法在错分率上比基于啮合频率和边频带幅值特征的方法降低了12%。