齿轮啮合效率的理论研究进展

针对齿轮啮合效率模型精度低、啮合效率影响机理有待深入研究的问题,系统地综述齿轮啮合效率的理论研究进展。从建立齿轮啮合效率模型的主要要素入手,着重阐述齿面法向载荷、齿面相对滑动/滚动速度、齿面滑动摩擦因数、齿轮啮合效率建模以及齿轮设计参数等要素对啮合效率影响机理的国内外研究现状,提出以啮合效率精确建模为基础,探索啮合效率影响机理,进而实现高啮合效率齿轮设计的思想。     

齿轮润滑摩擦特性模拟试验台的研制

本文研制的齿轮润滑摩擦特性模拟试验台，可用来研究各种齿轮润滑油，在实际齿轮的不同加工精度下轮齿的摩擦特性，并具有结构简单、测试和读取数据方便，能同时模拟测试齿轮润滑在齿廓啮合过程中的摩擦力和油膜厚度变化规律等特点。     

基于承载啮合特性的斜齿轮行星系统均载分析

为了改善斜齿行星齿轮系统的均载性能,结合行星齿轮功率分流传动、汇流传动及构件浮动的特点,建立系统多个齿轮齿面加载接触分析模型,进行静力学均载特性分析．该模型以安装误差和构件浮动对各齿轮副接触间隙的影响为切入点,将几何分析与力学分析紧密融合,通过数学规划与优化的方法快速得到加载后各齿轮副齿面载荷分布与构件径向浮动量．相比于目前最常用的行星轮系静力学、动力学集中质量建模方法(集中力系模型),该方法是一种分布力系模型,具有一定先进性．结果表明：构件浮动是各内(外)齿轮副相对齿面初始齿间间隙逐渐协调并趋近相等的过程,当仅考虑太阳轮、齿圈中心距安装误差影响时,其径向浮动可实现完全均载;由于轴交角安装误差导致内(外)齿轮副几何传动误差及齿面接触位置不同,因此构件浮动能改善但不能实现理想均载;该方法可为高精度斜齿轮行星传动的均载设计与分析提供理论参考．     

支承系统变形对斜齿轮承载特性的影响

以某型汽车变速箱为例，建立了面向传动装置的参数化模型，研究了啮合过程中齿面截荷分布，齿间载荷分配和啮合刚度的变化规律；考察了支承系统变形对斜齿轮承载特性的影响，得出了有实际意义的结论。     

基于弹流润滑的直齿轮动态效率模型及验证

分析基于弹流润滑状态的直齿轮啮合特性及规律,考察摩擦因子、载荷分配及油膜厚度等关键因子的计算公式,建立基于MATLAB/Simulink的机械动态效率数学模型.以1对齿轮沿啮合线从啮入到啮出为1个周期,将啮合区间划分为4部分分别进行平均滑动摩擦和滚动摩擦功耗的积分计算,同时为表征实际情况中润滑油粘度变化带来的影响引入润滑油粘度变化修正因子.仿真结果与试验数据及已有数学模型的对比分析验证了所建动态效率模型的准确性.     

轴承表面微观特征对齿轮动力学特性的影响研究

为了解轴承的表面形貌对齿轮动力学的影响规律,引入分形理论修正现有轴承间隙公式,建立考虑轴承表面微观特征因素的齿轮—轴承多自由度非线性动力学模型。利用RUNGE-KUTTA法获得时间历程图、相图、POINCARé映射图以及FFT频谱图,研究轴承面粗糙度参数对系统运动状态的影响程度。结果表明:轴承面的粗糙度参数对齿轮动力学响应影响明显,随着其增大,齿轮表面动力学特性变差,这与实际情况吻合。     

变位面齿轮副承载特性分析及变位系数优化

为改善面齿轮副啮合性能,采用变位插齿刀对面齿轮进行变位,建立了包含齿根过渡曲面在内的变位面齿轮全齿面理论三维几何模型,进行了承载接触分析(LTCA)和应力场分析,并以齿根弯曲应力、齿面接触应力为两个优化目标,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)优化了变位系数.结果表明:面齿轮副变位对承载传动误差、齿间载荷分配、齿面载荷分布有一定影响,但承载传动误差波动幅值对变位系数并不敏感;负变位可增加重合度,并减小大轮齿根弯曲应力峰值,但齿面接触应力、小轮齿根弯曲应力峰值增大;正变位可减小齿面接触应力、小轮齿根弯曲应力峰值,但大轮齿根弯曲应力峰值增大;优化后的变位系数既提高了齿面接触强度,又使大、小轮弯曲强度趋于接近,有利于提高面齿轮副的承载能力.     

可展直纹面面齿轮传动的承载接触分析

为了研究可展直纹面面齿轮的承载接触特性,从而说明其与传统齿面的差异,建立了正交直齿面齿轮的可展直纹面表达式,因其相对传统齿面的偏差为微观量,为满足局部共轭条件,对该直纹面进行了双向修形,并令其与标准渐开线圆柱齿轮啮合;基于齿面接触分析和有限元承载接触分析,对比研究了两种传动比的修形直纹面和传统齿面的主曲率、几何(空载)接触特性、承载接触特性,结果表明：传动比较大时该直纹面与传统齿面具有几乎相同的几何特征与承载特性,传动比较小时边缘接触使得接触和弯曲应力大幅增加。因此,传动比较大时可展直纹面可替代传统齿面,提高其可加工性;将所提有限元法获得的传统齿面结果与文献实验结果进行了对比,结果表明：齿面接触应力、面齿轮齿根弯曲应力、圆柱齿轮齿根弯曲应力误差率分别为2.17%、12.33%、3.97%,满足计算精度要求,证明了所提计算方法的可靠性。     

高速列车运行速度对传动齿轮箱平衡温度的影响

针对中国南车集团开发的高速列车传动齿轮箱,建立了传动齿轮箱的传热模型,采用经验公式分析了转速对齿轮箱各种热功率损失的影响,并在验证热分析模型有效的基础上,计算分析了列车运行速度对齿轮箱平衡温度的影响.为列车提速后传动齿轮箱平衡温度的预测和可靠运行提供了理论基础.     

渐开线直齿圆柱齿轮啮合磨损试验研究

为齿轮啮合磨损计算机仿真提供依据,在CL 100型齿轮试验机上进行了渐开线直齿圆柱齿轮啮合磨损试验,利用高精度的UMC1000C型三坐标测量仪进行了轮齿磨损前后的齿形检测·检测结果经计算机数据处理,再利用Mathematica软件绘出线磨损量线图,试验方法与理论计算方法比较,结果相符·节圆附近的磨损量最小,齿顶圆附近的磨损量最大,径向线磨损量分布的规律与齿面啮合相对速度的变化规律基本一致·     

高速斜齿轮螺旋角的取值与旋向结构设计

分析了高速齿轮传动中斜齿轮螺旋角大小的影响因素及取值范围，提出传动装置中单斜齿与双斜齿螺旋线旋向结构的设计原则，为齿轮传动装置的结构设计提供了依据。     

高温气冷堆氦气透平循环发电系统中的立式高速减速箱研究

在高温气冷堆氦气透平和发电机之间布置减速箱,作用是将氦气透平的高转速降低到发电机转子所需要的额定转速。本文介绍了由一对高速齿轮、低速齿轮啮合传动组成的一级圆柱齿轮减速方案。方案的优点是结构简单、制造方便、运行可靠性高;缺点是设备体积大、输出和输入不同心。该减速箱方案避免了在能量转换单元中使用大功率变频器和高速电机,节约了制造成本,但同时在系统中引入了润滑油系统,增加了一定的风险。     

齿轮本体温度的影响因素分析

用边界元法的原现分析研究渐开线圆柱直齿轮的本体温度，提出计算用的齿轮模型，编制了计算程序，对实例进行计算，对影响齿轮本体温度的主要因素进行了分析。     

基于专用芯片的高速实时FFT系统实现研究

研究了基于专用芯片的高速实时ＦＦＴ系统的点数和精度问题，分析了统一的ＦＦＴ算法与ＦＦＴ专用芯片的级联问题；定标算法与ＦＦＴ专用芯片的精度问题，提出了一种高速实时ＦＦＴ系统的实现方案和性能测试方法，并根据实测数据讨论了ＦＦＴ系统的精度。     

高速滚齿的动态分析

研究了高速滚齿滚削力与振劝的关系，切削用量及切削方式对滚削力的影响，得出结论为：滚削和的交变作用引起滚切过程的受迫振动，滚切过程的物性形自激振动条件，可通过刀具，切削用量及切削方式的合理选用防止自激振动出现，避免共振与迫振，使滚削力的变化趋于平缓。     

高速铣削718模具钢表面粗糙度数学模型建立

对718模具钢进行高速铣削试验研究,发现铣削速度v、背吃刀量ap、进给速度vf和径向铣削深度ae对表面粗糙度的影响规律.在正交试验结果的基础上,应用多元线性回归分析方法,建立表面粗糙度的回归数学模型,用F检验法验证模型的显著性.运用极差分析法分析铣削用量各参数对表面粗糙度影响程度:影响最大的是径向铣削深度,其次是铣削速度和背吃刀量,每齿进给量的影响最小.     

超音速火焰喷涂WC-Co涂层超高速磨削试验研究

为了解决超音速火焰喷涂WC涂层硬度高难以加工的问题,进行了超音速火焰喷涂WC涂层的超高速磨削试验,测量了不同磨削条件下的磨削力、表面粗糙度,观察了不同磨削条件下工件的表面微观形貌.结果表明,随着砂轮线速度的大幅度提高,即在高速超高速磨削条件下,涂层的磨削力、表面粗糙度都能得到明显的降低;同时涂层材料的去除方式更多的以塑性去除为主.总之在超高速磨削条件下,涂层工件的表面质量和磨削加工效率和砂轮的使用寿命都有明显提高。     

45#钢CBN砂轮高速磨削(120m/s)工艺研究

在高速磨削工艺实验基础上,分析了砂轮线速度、切削深度、工件速度等工艺参数对磨削力、工件表面粗糙度、比金属切除率的影响.揭示了在高速磨削中,磨削力随砂轮线速度提高而减小,随切削深度、工件速度加大而加大,以及表面粗糙度随砂轮线速度提高而下降,随切削深度加大而增加的变化规律.这些规律为45#钢的高速磨削提供了一系列实用的工艺参数.