关键词： 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮   混合润滑   摩擦系数   Stribeck曲线   传动效率  

摘要： 齿轮在实际运行中由于润滑状态的不同，齿面摩擦系数存在显著差异，从而对齿轮的传动效率产生影响。变双曲圆弧齿线(VH-CATT)圆柱齿轮通常工作在混合润滑状态下，采用载荷分担理论推导了混合润滑下VH-CATT圆柱齿轮摩擦系数计算公式，建立了混合润滑下VH-CATT圆柱齿轮传动效率计算模型，并通过绘制Stribeck曲线，研究了表面形貌参数、润滑油参数和法向载荷等对混合润滑状态下VH-CATT圆柱齿轮摩擦性能和传动效率的影响规律。研究结果表明：表面形貌参数的变化会导致混合润滑区扩大，从而使相同速度下的摩擦系数增大；润滑油黏度的增加会导致摩擦系数增大，同时Stribeck曲线向左移动，混合润滑区向边界润滑区扩展；载荷对Stribeck曲线的影响集中体现在混合润滑区与边界润滑区的过渡阶段；随着转速的增加，传动效率逐渐升高并趋于稳定，而在齿轮转速较低时，润滑油黏度和粗糙度对齿轮传动效率有显著影响。

关键词： 啮合冲击   解析模型   动态特性   行星齿轮   盾构机  

摘要： 为揭示太阳轮-行星轮间啮入冲击诱发行星轮系内外啮合状态演变规律，建立盾构机行星齿轮内啮合与外啮合齿轮副线外啮入冲击激励解析计算模型，与齿轮副有限元显式动态接触模型对比，验证解析模型合理性；进而，搭建啮入冲击诱发行星轮-齿圈、行星轮-太阳轮线内冲击机理模型，研究外啮合齿轮副啮入冲击对行星轮-齿圈内啮合状态、太阳轮-行星轮外啮合状态的影响规律，阐明太阳轮-行星轮-齿圈多点冲击激励变化规律；而后，建立盾构机行星齿轮系统集中质量模型，计算不同冲击激励下内、外齿轮副间啮合力，阐明冲击激励与齿轮副啮合力间动态演化规律；最后，搭建行星轮系统显示动力学模型，提取外、内啮合齿轮副啮合力与接触力，与理论解析结果进行对比，验证理论模型合理性。结果表明：内外啮合冲击力数值与解析解吻合良好，相对误差4.09%；行星轮系统线外啮入冲击将诱发内啮合、外啮合齿轮副线内冲击；行星轮系冲击激励呈周期性变化，将诱发行星轮系内、外啮合齿轮副间啮合力改变，啮入冲击激励会使齿轮副间动态啮合力减小，而诱发的线内冲击激励会使齿轮副动态啮合力增大，导致行星轮系统振动加剧；行星轮系统有限元仿真数值解与解析解对比，外、内啮合啮入冲击相对误差分别为3.21%、6.4%，平均啮合力误差分别为6.93%，3.8%，验证了理论模型的正确性。

关键词： 高速齿轮泵   齿轮端面摩擦副   动压润滑织构   正交试验   润滑性能  

摘要： 针对高速齿轮泵齿轮端面摩擦副磨损严重问题，在齿轮端面开设仿特斯拉阀型槽-椭圆型孔复合织构以改善润滑特性。基于流体仿真软件，根据正交试验法，探索螺旋槽槽深、螺旋槽与回流槽槽深高度差、椭圆型孔形状因子、椭圆型孔倾斜角等复合织构结构参数共同作用下的液膜润滑性能，获得织构结构参数优选组合方案，并进一步研究齿轮旋转角度对端面液膜润滑性能影响规律。结果表明：当螺旋槽槽深h1=8μm、螺旋槽与回流槽槽深高度差△h=7μm、椭圆型孔形状因子γ=0.4、椭圆型孔倾斜角φ=20°时齿轮端面液膜动力润滑性能较优；齿轮啮合旋转过程中，由于齿轮边界压力变化，其端面摩擦副开启力、泄漏率、倾覆力矩等性能发生波动，而端面开设织构后齿轮端面液膜稳定性增强，开启力波动率显著降低，同时倾覆力矩明显减小。

关键词： 面齿轮   蜗杆砂轮磨削   误差分析   误差分离   误差补偿  

摘要： 为了提高面齿轮的磨削加工精度，提出了一种齿面误差补偿方法。首先，基于普通蜗杆砂轮磨齿机的机械结构，分析其磨削原理，规划砂轮磨削运动轨迹，并分别建立含刀具同轴度误差和工件平面度误差的面齿轮齿面模型，分析各自对齿面误差的影响规律。其次，提出一种基于自适应完备集合经验模态分解（complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise， CEEMDAN）的随机误差分离方法，将齿面测量结果中的随机误差消除。再研究齿面误差分布情况，分析可能造成误差的原因，并依据齿面误差影响规律对机床参数进行修正以实现误差补偿。最后完成磨齿和测量，结果表明齿面最大法向误差减小了79.8%，最大齿形和齿向误差分别减小了67.6%和72.4%，齿面精度提高显著。

关键词： 18CrNiMo7-6钢   喷丸   超声滚压   表面完整性  

摘要： 喷丸强化工艺广泛应用于齿轮等基础零部件的制造过程，其自身局限性限制了工件表面完整性的提升。为进一步提升工件表面完整性，采用数值模拟与试验相结合的方法，研究二次喷丸、喷丸-超声滚压等两种表面复合强化工艺对18CrNiMo7-6渗碳齿轮钢试样表面完整性的影响效果，主要分析两种复合强化工艺对喷丸强化试样表面完整性的改善效果。结果表明，二次喷丸强化试样残余压应力最大值为1 359.56 MPa，位于0.08 mm的深度位置。喷丸-超声滚压强化试样残余压应力最大值为1 329.05 MPa，位于0.25 mm的深度位置。相较于单次喷丸强化试样，二次喷丸强化试样和喷丸-超声滚压强化试样，表面粗糙度分别下降29.42%和62.76%，表面显微硬度分别提升8.70%和17.60%，表面结点残余压应力值标准差分别下降23.36%和89.50%。喷丸-超声滚压强化工艺在提升试样表面硬度、残余应力层厚度和残余压应力均匀性以及降低表面粗糙度等方面效果更显著，能够有效改善喷丸强化试样的表面完整性。

关键词： 船用柴油机   正时斜齿轮副   三维真实机加表面   混合润滑  

摘要： 斜齿轮作为船舶柴油机正时传动系统的核心组件，长期处于高扭矩及高功率密度的苛刻多变工况条件，并与微观粗糙界面润滑作用耦合，工作于润滑-接触并存的混合润滑环境，导致齿面磨损及点蚀失效问题频发。该研究考虑船用柴油机正时斜齿轮运行状态下典型瞬变工况及三维真实机加表面粗糙度的影响，开展斜齿轮副瞬变混合弹流润滑特性研究。结果表明，三维真实机加表面会显著增加各啮合瞬时斜齿轮接触域油膜压力并使油膜厚度产生较为强烈的波动：剃削表面局部接触区膜厚为0，两齿面微凸体接触概率增加，对润滑状态不利；抛光表面可以改善界面润滑状态，降低两齿面接触面积比，增大膜厚比，是较好的加工工艺选择。此外，大功率和低转速工况使得平均膜厚降低，接触面积比增大，不利于界面润滑膜的形成。为降低齿面点蚀及磨损失效概率，尽量保持正时齿轮工作于高速稳定状态。

关键词： 槽轮机构   不完全齿轮   运动仿真   卷烟包装机  

摘要： 以卷烟包装机中烟包翻包运动为研究对象,通过使用SolidWorks软件,对不完全齿轮和槽轮机构进行了三维实体建模和装配。随后,利用Motion插件对这2个机构进行了动力学模拟,通过模拟结果得到了2种机构从动件的角速度和角加速度随时间变化的曲线。结果显示,槽轮机构在传动过程中角速度和角加速度波动相对较小,其冲击振动较小,是卷烟包装机烟包翻包运动装置的首选机构。

关键词： 齿轨列车   有限长线接触理论   齿轮齿条   啮合中心距误差   轴线不平行度误差   齿   形优化  

摘要： 为了探究齿轨列车曲线行驶时驱动齿轮与齿条轨道啮合中心距误差和轴线不平行度误差对接触应力分布的影响,基于有限长线接触理论,建立了综合考虑两种误差的齿轮齿条接触应力分析模型;通过与误差条件下的齿轮齿条接触有限元仿真进行对比,证明建立的模型具有良好的计算精度。基于该模型,研究了不同误差水平和综合两类误差作用下的接触应力响应,揭示了两类误差对接触应力分布的影响机理,并据此提出应对措施。研究结果表明,提出的接触应力分析模型能准确反映啮合中心距误差和轴线不平行度误差综合作用下齿轮齿条的接触情况;接触应力水平随啮合中心距误差的增大而增大,接触应力轴向不均匀程度随轴线不平行度误差的增大而增大;啮合中心距误差会加剧轴线不平行度误差引起的轴向接触应力不均匀性,轴线不平行度误差对啮合中心距误差的作用效果有轻微的抑制作用;啮合中心距误差的内在作用机理是减小了相同载荷水平处的承载面积,轴线不平行误差的内在作用机理是曲线内侧的齿轮齿条率先接触,产生了更大的变形;齿轮挖根可消除轴线不平行误差的影响,齿轮螺旋线修形可降低轴线不平行误差的影响。

关键词： 车齿   面齿轮   加工参数   比例修正  

摘要： 基于车齿刀与面齿轮车齿加工的数理模型,将插齿加工作为理论齿面,建立了车齿加工的齿面偏差模型;采用增量方式,分析了车齿加工参数(偏置距、切深、轴交角、滚比)对齿面精度的影响规律,给出了面齿轮齿面偏差比例修正方法。车齿加工齿面偏差主要集中在4个顶点位置,齿面偏差对滚比修正最为敏感,对偏置距不敏感。采用3参数偏差敏感性矩阵,确定了齿面偏差与加工参数之间的比例关系。通过两次试切,实现了齿面偏差的修正,验证了比例修正方法的可行性。

关键词： 连续载荷谱   低载强化   减速器齿轮   轻量化设计   差分进化算法  

摘要： 根据上海道路循环工况,利用载荷的随机连续性和20CrMnMo材料的低载强化特性进行减速器齿轮有限寿命的轻量化设计。基于线性损伤理论,分别计算编制载荷谱和连续载荷谱在低载强化效应下的疲劳损伤,将疲劳损伤约束在一定范围内为选取条件,以齿轮体积最小为优化目标,建立了齿轮有限寿命的轻量化优化模型,通过差分进化算法求解得到优化后的齿轮参数。实验结果表明,设计的模型可快速准确优化齿轮参数,在采用连续载荷谱和考虑低载强化效应时,优化的齿轮参数最小。优化的模型可移植性好,可直接迁移到其他变速系统零件的轻量化设计。