齿根
- 齿根裂纹扩展对轮齿时变啮合刚度变化关系的分析
点蚀、轮齿磨损、齿根裂纹和齿面胶合等故障现象[3-5]。在上述齿轮故障中，轮齿的齿根裂纹占据40%的比重，其是齿轮故障的主要表现形式[6-7]。当轮齿故障发生时，轻则导致停机，影响生产效率，重则引起重大经济损失，甚至是出现人身伤亡等重大事故[8-9]。当齿根裂纹产生后，新裂纹会进一步延伸或扩展，将会导致轮齿断裂。根据不同状态的齿根裂纹对齿轮的啮合刚度带来较大影响，使齿轮系统的传动特性和传动效率大为降低。另外，齿根裂纹还会引起传动系统的振动，恶化机械设备的运
科技创新与应用 2024年1期2024-01-08
- 齿根等效应力的对比计算
何中石，孟令宽齿根等效应力的对比计算何中石，孟令宽（湖南湘电动力有限公司，湖南湘潭 411101）目前设计一般的齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度以及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。由实践得知，对于齿面硬度很高，齿芯强度又低的齿轮或材质较脆的齿轮，通常则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。本文针对一对齿轮副的齿根等效应力先后采用仿真分析计算方法；第四强度理论计算方法；齿根弯曲疲劳强度的经典计算方法来计算齿根等效应力。发现在本文所设置的载荷条件下，仿真分析
船电技术 2023年8期2023-08-25
- 低碳合金钢18CrNiMo7-6齿轮弯曲疲劳试验研究与误差分析
齿近似悬臂梁，其齿根部位受到较大的弯曲应力，在循环载荷下产生疲劳裂纹，最终引起轮齿弯曲疲劳失效。随着工程技术不断发展，弯曲疲劳强度成为齿轮功率密度和可靠性提升的重要限制因素，且弯曲疲劳失效比齿面失效更具危险性[2]。国内外已开展了大量齿轮弯曲疲劳性能研究。Hong等[3]为研究全释放和全反转两种载荷条件下齿轮的高周弯曲疲劳性能，基于传统接触疲劳试验机自主研发了可施加全释放和全反转两种载荷的试验机，并开发了试验终止的自适应诊断方法，通过疲劳试验验证了该方法的
重庆大学学报 2023年1期2023-02-13
- 滚齿渐开线起始点计算方法研究
强度有直接影响的齿根圆角大小关注较少，只有合理可控的齿根圆角大小才能保证有效的弯曲强度[3]。本文对圆角大小、齿根过渡曲线进行简述，并给出渐开线起始点的计算方法。1 滚齿的加工过程齿轮在传动过程中需要有一定的承载力和耐磨性，因此齿轮具有芯部韧而齿面硬的特点，在齿轮制造工艺过程中，一般采用滚齿粗加工预切、热处理、磨齿精加工。滚齿后的齿面与设计要求渐开线齿形的交点就是渐开线的起始点，也是滚刀能够实现齿轮展长最远点。在滚齿加工过程中，滚刀的旋转为主切削运动，滚刀
机械工程师 2022年10期2022-11-17
- 18CrNiMo7-6钢渗碳淬火齿轮不同喷丸处理后的齿根表层应力分布
残余拉应力对齿轮齿根的弯曲疲劳性能是有害的，而表面残余压应力对提高齿轮齿根的弯曲疲劳寿命十分有利。金属材料在渗碳淬火后进行喷丸处理，材料表面经过高速钢丸的撞击，引起材料表层发生塑性变形，达到对金属材料的组织强化和应力强化，使金属材料表层存在残余压应力[5]。本文以18CrNiMo7-6钢渗碳淬火齿轮为研究对象，对18CrNiMo7-6钢齿轮经不同喷丸处理后的齿根表层进行应力测试及应力分布研究。1 试验参数与方法1.1 零件参数本试验对18CrNiMo7-6
金属热处理 2022年10期2022-10-25
- 滚齿加工平齿根倒锥齿的程序调试分析
领域，一般分为斜齿根倒锥齿和平齿根倒锥齿两种。前者对滚刀设计及程序调试要求相对简单，而后者则要求采用不等距滚刀，其滚齿程序在调试过程中相对较复杂。本文分析了采用不等距滚刀加工平齿根倒锥齿时程序调试注意事项以及应对措施，以此提高现场换产速度，减少废品，降低成本。2 斜齿根倒锥齿结构及加工程序分析如图1所示，B为齿宽，ah为根锥角，dH为齿根半径深度差(齿根高度差)，as为齿侧椎角，dS为单边齿厚差(大端和小端的齿厚差)，其中，dH=Btanah，dS=Bta
工具技术 2022年8期2022-10-13
- HB 与ISO标准中锥齿轮轮齿弯曲疲劳强度计算标准比较
式之一。当轮齿的齿根应力大于材料弯曲疲劳极限时，在齿根过渡曲线处出现疲劳裂纹，在载荷的重复作用下，疲劳裂纹扩展以致断齿。从断齿的形式来看，有单齿折断、多齿折断和局部折断。轮齿折断将直接导致传动功能失效和发动机故障。针对锥齿轮轮齿弯曲疲劳强度评估，多个国家都颁布并实施了评估标准。其中，普遍采用国际标准化组织颁布的ISO标准和美国齿轮制造协会颁布的AGMA标准。1985年，中国颁布了HB（航空工业标准），其内容主要参照ISO标准，并结合中国当时技术能力对引入的
航空发动机 2022年3期2022-10-13
- 重载齿轮齿条齿形设计与齿根应力计算方法研究
是通过有限元计算齿根应力，如果强度计算不通过，重新进行齿形设计，再建模，再进行有限元分析计算，设计过程很繁琐。本文研究齿形各参数对齿根应力及耐磨性的影响，导出齿形设计的计算公式，并针对齿形推导齿根应力的快捷计算方法。下列内容中的齿轮齿条指的都是重载大模数的齿轮齿条。1 齿轮齿条的齿形设计大模数齿轮齿条不适于采用通常的滚、插加工方法。对于小齿轮往往是根据齿形设计铣削加工工艺，对于齿条则根据齿形采取数控切割或铸造而成。为了便于制造，在矿用大型挖掘设备上推压齿轮
机械工程师 2022年9期2022-09-08
- 渐开线齿轮齿根过渡曲线与齿根弯曲疲劳强度的研究*
制造偏差，然而对齿根弯曲疲劳强度和齿轮承载能力有直接影响的齿根过渡曲线的形状及参数关注较少，只有合理可控齿根过渡曲线才能保证有效齿轮强度。因此，了解齿根过渡曲线的成形原理及影响因素，有助于掌握齿轮的齿廓齿形，找到控制过渡曲线的途径，从而易于齿轮滚刀设计，并且为齿轮结构强度分析及模型构建提供必要信息[1]。1 渐开线齿根过渡曲线渐开线齿轮齿根过渡曲线是指连接渐开线起始点到齿根圆之间的曲线(图1)。齿根过渡曲线与齿轮加工方式和加工刀具密切联系。齿轮加工方式不同
现代机械 2022年4期2022-09-05
- 电动车减速器齿轮疲劳断裂分析与改进
二级主动齿轮发生齿根断裂(见图1)。为分析齿根断裂原因，对齿轮进行有限元建模，基于载荷谱对齿轮进行应力分析，对比不同啮合位置齿轮齿根应力的差异。根据齿轮材料的-曲线，用疲劳损伤累计理论对齿轮齿根进行疲劳损伤分析，找到齿根断裂原因，并提出改进建议，最终解决齿根断裂问题。图1 二级主动齿轮齿根断裂1 齿轮应力分析1.1 有限元建模减速器齿轮系统结构见图2，一级主动齿轮1与输入轴2为一体，一级从动齿轮3通过花键与中间轴5连接，中间轴5与二级主动齿轮4为一体，二级
计算机辅助工程 2022年2期2022-06-29
- 材料弹性影响的塑料齿轮齿根应力仿真分析∗
行核算。对于齿轮齿根应力计算方法，最早于1893年，Lewis［1］将轮齿视为悬臂梁，以此为基础计算齿根应力值。此后，基于Lewis悬臂梁理论的齿轮齿根应力计算方法被多数国家标准采用。现有标准［2～4］的齿轮齿根应力计算里，应力值取决于齿轮的齿形、结构参数、工况条件，与材料属性无关。但在文献［5］里，D Walton阐述了非金属齿轮由于弹性模量小，在变形影响下会导致齿轮实际重合度增大的可能性；在文献［6］与［7］中，Christian Hasl与Jabbo
舰船电子工程 2022年2期2022-03-14
- 自升式平台齿轮齿条的齿面磨损及仿真分析
大安全事故，齿轮齿根弯曲强度成为自升式平台研究重点。根据中国船级社(china classification society, CCS)《海上移动平台入级规范》[2]规定，在静态或动态负荷条件下齿根弯曲应力安全系数和齿面接触应力安全系数分别为1.5和1.0，且齿根部位有无裂纹是平台运行维护时的重点检验项目。针对自升式平台齿轮齿条升降系统齿根弯曲强度问题，国内外学者做了大量研究。曹宇光、张卿等[3-5]利用有限元分析软件分析了自升式平台齿轮齿条在不同啮合位置
数字制造科学 2021年4期2021-12-25
- 不同裂纹故障下锥齿轮行波共振瞬态动力学特性研究*
全运行。目前，含齿根裂纹故障的齿轮在行波共振状态下的动力学响应问题还不清楚。因此，阐明故障齿轮行波共振状态下的动力学响应特性规律具有重要意义。近些年来，国内外许多学者对故障齿轮动力学特性进行了研究与分析。Zhou等[1]对含裂纹的多自由度模型进行了振动分析。唐增宝等[2]建立了齿轮传动系统的振动数学模型，并利用模态分析法与状态空间法相结合的方法进行了求解。郭伟超[3]研究了锥齿轮的动力学特性。卢艳辉等[4]研究了齿轮传动系统的动力学特性并展开了相应的试验探
科技创新与应用 2021年36期2021-12-11
- 不同工况下机电复合传动装置行星齿轮系统瞬态温度场
轮毂内壁，t1为齿根圆面，t2为齿上壁。图1 单齿传热模型Fig.1 Single tooth heat transfer model在图1的单齿导热计算区域，非稳态温度场还应该满足以下边界条件与初始条件：1)啮合面(N区)，其边界条件由(3)式给出：(3)2)齿轮侧，即图1中的边界S，其边界条件由(4)式给出：(4)3)齿顶面，即图1中的边界t2，其边界条件由(5)式决定：(5)4)非啮合齿面，即图1中的边界t1，其边界条件由(6)式决定：(6)5)边界
兵工学报 2021年10期2021-11-15
- 滚压成形外花键过渡齿根的CAE分析与结构改进
压成形外花键过渡齿根的CAE分析与结构改进孟祥刚 Meng Xianggang（上海纳铁福传动系统有限公司，上海 201315）对滚压成形的外花键轴过渡段齿根在受扭矩作用下破坏的断裂截面进行分析，指出裂纹由齿根圆弧过渡段的应力超过需要Mises应力引发，并提出了花键齿根过渡段的结构改进方案。通过建立内外花键接触传力的有限元模型，对改进前后的齿根Mises应力分布进行CAE计算，计算结果显示，改进后的结构可以显著降低齿根过渡段的应力，有效提升花键轴的扭转强度
北京汽车 2021年1期2021-03-05
- 齿侧间隙优化的双圆弧谐波齿轮传动动力学分析*
特性，具体为柔轮齿根处应力、应变及其角速度变化规律。1 谐波齿轮齿廓优化建模柔轮中线的变形规律将直接影响谐波齿轮的传动性能，因而，研究刚轮和柔轮轮齿间的啮合运动，即研究柔轮齿廓和柔轮中线变形规律从而确定刚轮齿廓的过程。1.1 柔轮齿廓数学模型图1 柔轮公切线双圆弧齿廓表1 柔轮齿廓主要参数表(1)(2)右侧直线BC段方程:rBC=[ρacosδ+xM+(s-l1)sinδ,ρasinδ+yM-(s-l1)cosδ,1]。(3)nBC=[-cosδ,-sin
西安工业大学学报 2021年6期2021-02-11
- 上传主动锥齿轮断裂分析
，对齿轮的齿厚及齿根进行测量，并结合有限元模拟分析，确定齿轮的断裂原因。1 试验过程与结果1.1 外观观察和痕迹检查上传锥齿轮故障件外观见图1，齿轮颜色正常，未见明显超温现象，其中一个轮齿发生断裂。从锥齿轮小头端看，无论在轮齿的工作面还是起动面（从小头端看，轮齿逆时针面为工作面，顺时针齿面为起动面），其轮齿断裂位置均在齿根处，呈现挖根状轮廓（图2）。断裂齿轮工作面（图3a）和起动面（图3b）上的接触磨损痕迹呈线状，靠齿顶磨损发亮。断裂轮齿两侧相邻轮齿齿面上
失效分析与预防 2020年5期2020-11-27
- 齿轮根部台阶修整方法研究与实践
修整;成形磨齿;齿根0 引言对于大功率高速或重载齿轮传动，工业上已经普遍采用低碳合金钢进行渗碳淬火工艺的硬齿面齿轮，对于部分非常规结构的齿轮在渗碳淬火后产生变形，以致在磨齿加工时出现齿部台阶等表面缺陷，削弱产品性能，导致零件报废或返工，而在磨齿机上对磨齿台阶进行合理修整，既可以避免台阶对齿轮传动性能的影响也可保证齿轮加工质量符合技术要求。1 磨齿台阶形成原因在齿轮齿部磨齿时，在加工到图纸尺寸时，齿根部会出现凸台，就是我们通常说的磨齿台阶，其形成原因基本
内燃机与配件 2020年7期2020-09-10
- 刮板输送机驱动链轮结构的优化研究分析
度。选择在轮齿、齿根、圆环链等位置进行网格细化分。网格划分完成后对模型的相互作用进行设置，设置链环与链轮间为摩擦接触，静摩擦系数及动摩擦系数分别为0.3、0.2。给定链条的作用力为7.3 kN。完成设置后对模型进行模拟计算，计算的结果如图1所示。图1 优化前应力（Pa）变化云图从图1可以看出，在驱动部件运行时，链轮的链窝位置应力较大，同时在链窝侧部靠近中间立槽的位置出现应力最大值，其余位置的应力较小。对驱动部件进行优化，选择正交优化[4]的方案对齿根圆半径
机械管理开发 2020年5期2020-07-07
- 温度对齿轮齿根应力分布的影响分析
式之一[1]，而齿根折断主要是由于齿根应力较大，经疲劳裂纹扩展而导致的。齿轮在工作中齿面会产生相对滑动，摩擦生热会导致其温度升高。所以齿轮在实际工作时，不仅受结构载荷还有温度载荷。齿轮在温度的作用下产生的热应力及热变形会改变齿轮的受力状态和几何特性，进而影响齿轮的工作寿命。故研究温度对齿根应力的影响是十分必要的。文献[2]通过考虑齿轮啮合过程中的瞬态传热、弹流润滑、表面粗糙度和齿轮材料对第一个接触点进行研究，提出了一种评定热应力和预测热应力引起的接触应力的
机械设计与制造 2020年6期2020-06-20
- 齿轮弯曲疲劳断裂失效分析
从齿轮心部硬度、齿根硬度和齿根圆角对齿轮弯曲疲劳破坏方面进行失效分析。2 失效分析2.1 心部硬度齿轮的心部硬度值是一个综合性指标，其承载特性对强度和韧性都有严格要求，且心部硬度的高低也在一定程度上反映心部组织[1-2]。齿轮心部淬火后的硬度值高低受材料、尺寸和冷却方式等因素影响。国标对材料化学成分的要求是一个范围，因此即使同牌号的材料由于成分波动也会导致淬火后硬度高低不同。齿轮心部的提高会在一定范围内提高弯曲疲劳强度，但当硬度超过一定值时，会使工件表面存
金属加工(热加工) 2020年5期2020-05-15
- 高弯曲承载能力齿轮过渡曲线及齿形参数研究＊
024）关键字：齿根过渡曲线；压力角；齿高系数；弯曲承载能力引言齿根弯曲承载能力与过渡曲线形状密切相关，而齿形参数及齿轮加工刀具又直接影响齿根过渡曲线，因此有必要针对不同的过渡曲线，分析刀具加工参数及齿形参数对齿根弯曲强度的影响。针对标准齿轮及四种齿根过渡曲线，国内外学者做了大量研究[1][2]：李杰、王丽萍等研究了不同过渡曲线对齿根弯曲应力的影响，为高弯曲承载能力齿轮的设计提出依据[3-4]；于东洋、闫靠、朱燃燃等人主要研究齿轮加工刀具对齿根弯曲承载能力
汽车实用技术 2019年19期2019-10-23
- 微喷引燃油泵与燃油泵齿轮花键连接的可靠性计算
足要求。2.4 齿根弯曲强度计算齿根许用弯曲应力计算如下：式中：σFp为齿根许用弯曲应力，MPa；花键材料抗拉强度σb为1 180 MPa；因花键精度较高、位置度误差较小、齿根受载均匀，故齿根弯曲安全系数选取 2.2。经计算，齿根许用弯曲应力为536.36 MPa。实际齿根弯曲应力计算如下：其中，式中：σFn为实际齿根弯曲应力，MPa；SFn为渐开线起始圆上的弦齿厚，mm；W为40.049N·mm-1，αD、h、S、D、DFe见表1。经计算，实际齿根弯曲应
柴油机设计与制造 2019年2期2019-07-12
- 基于齿根圆角圆心所在位置的时变啮合刚度修正模型
度的算法，计算了齿根有剥落或裂纹时的啮合刚度，Ma等[8]提出了修缘齿轮的啮合刚度改进算法。现有的研究一般都是将轮齿考虑为一个基圆开始的悬臂梁。但是，实际齿轮对的啮合，因齿数、变位系数、齿根圆角等参数的不同，其齿轮齿廓线存在不开始于基圆的情况，如图1所示。当基圆大于齿根圆时，目前的啮合刚度解析模型忽略了齿根圆与基圆之间的轮齿部分的势能，将导致计算啮合刚度相对偏大；当基圆小于齿根圆时，因多考虑了基圆与齿根圆之间的变形能会导致计算所得啮合刚度偏小。陈再刚等[9
振动与冲击 2019年1期2019-01-23
- 齿轮啮合过程弯曲强度有限元分析*
。轮齿受力后，在齿根部产生的弯曲应力最大，且在齿根过渡圆角处有应力集中。齿根的弯曲应力随啮合点位置的变化而不同，如果齿根的应力超过了材料的极限应力则会造成轮齿过载折断。因此，分析齿轮不同啮合位置时齿根的弯曲应力具有重要的理论价值和工程意义。齿轮的静强度研究自齿轮应用以来就受到了国内外学者的重视。Conry[1]通过编程计算得到了齿轮的弹性变形和接触应力分布；Refaat[2]将变分不等式与有限元接触分析相结合，计算了齿面接触应力和齿根应力；陶振荣[3]提出
机械工程与自动化 2018年6期2018-12-21
- 球面渐开线弧齿锥齿轮参数化建模*
用的弧齿锥齿轮，齿根过渡曲面对轮齿的强度和使用寿命有重要的影响。李兆文等[1]利用展成法的原理，用VB编程获得弧齿锥齿轮的齿面点，借助于Pro/E软件建立弧齿锥齿轮实体模型。张武刚等[2]用切齿原理和实际切齿过程建立几何仿真模型。任燕[3]和杨宏斌[4]用展成法原理推导弧齿球面渐开线方程，结合MATLAB和SolidWorks软件建立了弧齿锥齿轮模型。Litvin[5]推导出刀具外侧方程和刀尖圆角方程及齿面展成原理，却没有给出齿根过渡曲面的推导过程。唐进元
组合机床与自动化加工技术 2018年9期2018-10-09
- 采煤机摇臂行星轮齿根应力分析
。但这样做造成了齿根的弯曲疲劳强度相对较低，容易出现断齿失效现象［1-2］，如图1所示。2 摇臂行星轮齿根应力分析摇臂行星减速机构设计时，基本都采用薄壁行星轮和短圆柱滚子轴承的结构形式。这一结构特点造成行星轮工作时，其内壁与滚子轴承的接触应力对齿根弯曲应力有较大的影响。根据标准直齿圆柱齿轮传动的受力分析，将标准直齿圆柱齿轮传动受力分析公式中的标准齿轮分度圆直径替换为变位齿轮的节圆直径d1'，压力角替换为啮合角α'［3］，可以计算出作用在行星轮系中行星轮上的
机械制造 2018年5期2018-08-31
- 4320H行星齿轮轴渗碳淬火工艺优化
-5相比，增加了齿根层深要求和非马氏体组织要求，齿根层深与齿面层深比例要求约为0.66（3级齿轮要求），本文以增加齿根渗碳硬化层深为主要目标，对渗碳淬火工艺进行了优化。（2）齿根渗碳硬化层深影响因素 结合有关文献及笔者的工艺实践认为，齿根渗碳硬化层深的影响因素包括：①曲率半径：齿根曲率半径大于齿面，导致齿根渗碳速度慢于齿面，因此有关标准区别了齿面和齿根渗碳硬化层深要求提法。②渗碳初期，到温不同步：齿根有效尺寸大于齿面，渗碳到温滞后于齿面，齿根实际有效渗碳保
金属加工(热加工) 2018年8期2018-08-23
- 扭杆弹簧齿根滚压强化残余应力场仿真分析*
裂纹大都是从花键齿根处开始萌生。主要原因如下：1)加工过程中形成了具有缺陷的表面；2)实际应用中受交变载荷影响，裂纹形核生长并扩展。滚压强化工艺可以改善工件的表面完整性，使零件表面产生塑性变形形成残余压应力[3]，促进微裂纹的闭合，同时减小表面粗糙度。扭杆弹簧的疲劳寿命在很大程度上受到滚压强化工艺的影响；但是，目前研究人员对扭杆弹簧的齿根滚压强化规律研究还不够全面和深入，难以制定最优的滚压工艺路线及滚压加工参数，较难大幅度提升扭杆弹簧的使用寿命。其限制因素
新技术新工艺 2018年3期2018-03-29
- 等速驱动轴花键强度分析与应用
面接触强度、花键齿根弯曲强度、花键齿根剪切强度三个方面校核分析。1 花键的受力分析图2 渐开线花键连接的理论位置发动机输出的动力，经离合器、变速箱传递到驱动轴，通过驱动轴传递到车轮，花键只承受转矩T，不承受压轴力。在传递的转矩T的作用下，一侧的齿面彼此接触、侧隙相等。同时，由于渐开线花键的自定心作用，内花键与外花键的两轴线仍是同轴的，如图2所示。所有花键齿传递转矩，承受同样大小的载荷，如图3所示。图3 渐开线花键载荷分配2 花键载荷计算2.1 输入转矩T计
汽车实用技术 2017年24期2018-01-24
- 行星齿轮箱典型故障对内齿圈齿根应变的作用机理研究
典型故障对内齿圈齿根应变的作用机理研究牛 杭2， 张小栋1,2, 赵欣丹2， 侯成刚2(1. 西安交通大学 现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室， 西安 710049；2. 西安交通大学 机械工程学院， 西安 710049)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
振动与冲击 2017年9期2017-05-17
- 低速重载下齿根弯曲强度有限元分析
折断。国内对齿轮齿根弯曲应力问题开展了较多的研究，如武汉理工大学的黄海等［1］对点线啮合齿轮齿根弯曲应力进行研究，并修正了齿轮的齿根弯曲应力计算公式；南京航空航天大学的靳广虎［2］对圆柱齿轮进行了有限元分析，研究了在齿顶受载时轮齿的应力分布规律；北京科技大学的李宁等［3］对对称与非对称齿轮齿根弯曲应力进行了ANSYS有限元分析，研究表明在相同参数条件下，非对称齿轮在正反转过程中，其齿根弯曲强度优于对称标准齿轮；吉林大学的赵强［4］针对汽车传动系统中的变速器
机械工程与自动化 2015年3期2015-12-31
- 42CrMo船用柴油机传动齿轮中频感应淬火失效分析
。同时观察发现，齿根区域较其他区域颜色深，表面也较粗糙（见图2），说明存在机加工不到位的现象。（2）化学成分分析 在断口附近取样进行化学成分分析，结果列于表1。该传动齿轮的化学成分符合GB/T3077—1999《合金结构钢》的标准要求。（3）非金属夹杂物的检验 对轮齿进行线切割取样，试样经磨抛后观察并根据GB/T 10561—2005进行评级，结果为A1.0、B0、C0、D1.0，如图3所示。非金属夹杂物符合A+C≤3.0级和B+D≤3.0级的技术协议要求
金属加工(热加工) 2015年1期2015-12-27
- 渐开线斜齿轮的优化设计
齿轮；齿轮传动；齿根；齿顶修形；齿端修形；齿形修形引言齿轮传动是现代机械传动中应用最广泛、最主要的一种传动。渐开线齿轮传动在齿轮传动中更是举足轻重，它有如下优点：（1）它能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠。（2）他结构紧凑，传动效率高，使用寿命长。面对现在社会发展方向——广泛所需高承载，高速传动，高效率，低噪音，长寿命的机械传动，本文提出了应用优化设计的渐开线斜齿轮传动。一对渐开线斜齿轮啮合时，齿面上的接触线时由一个齿轮的一端齿顶（或齿根）
中国机械 2015年5期2015-05-30
- 渐开线齿廓曲线数学模型研究
齿顶将被切齿轮之齿根的渐开线齿廓切去了一部分，这种现象称为根切现象。如果将根切去的材料补充全，实际应用中齿轮就可能卡死，造成齿轮不能工作。其中刀具的齿顶圆愈平直，愈易超出轮坯的根切极限点，所以齿条刀具最易发生根切现象，同时也就是说，用齿条刀具加工的齿轮不会出现卡死想象[2]。为了达到减少根切量、调整齿轮中心距、改善齿轮磨损和强度等要求常采用变位齿轮，当变位量为零时，可以认为是标准齿轮[3]。也就是说标准齿轮是变位齿轮的特例。现对圆柱渐开线齿轮（模数m、压力
机电工程技术 2015年7期2015-05-15
- 基于ANSYS 的齿根过渡曲线形状优化研究❋
068）0 引言齿根过渡曲线对齿轮强度至关重要。点蚀和齿根折断为齿轮失效的主要现象，其中齿根折断是由于齿根应力较大，由疲劳裂纹扩展所导致。对用于重要场合的高精度硬齿面齿轮，断裂损坏是最主要的破坏形式，所以齿根部位的应力分布状况、最大应力值及位置、以及如何降低弯曲应力引起了人们的兴趣和注意［1］，而改变过渡曲线的形状是解决齿根应力过大和应力集中的重要方法。董新华［2］等用NURBS样条曲线对齿根过渡曲线进行优化研究，但没有考虑曲线权因子影响，且该曲线在求解接
机械工程与自动化 2014年2期2014-12-31
- 淬火油池螺旋桨改进对齿轮轴质量的提升
出现副箱中间轴的齿根有效硬化层达不到工艺要求的现象；同炉产品不同部位齿根有效硬化层深度差别较大的质量问题不断发生，给公司造成很大的损失。排除了工件材料淬透性、渗碳温度、炉气气氛等的影响，发现该多用炉油池在设计时搅拌能力不足，不能满足副箱轴中间产品的冷却要求，出现冷却速度不够、不均匀的问题。国外齿轮生产大多采用热油搅拌淬火的方式提高齿轮内在质量及控制变形，而且效果显著。通过热油中改变搅拌，在一定程度上提高介质的冷火烈度值H，使工件冷却速度加快，使表层在更深区
金属加工(热加工) 2014年1期2014-11-24
- 齿根过渡圆角对齿轮弯曲强度的影响
一项重要指标，而齿根过渡圆角突变或较小都会影响齿轮弯曲强度。1 对齿轮弯曲强度影响因素由GB/T3480-1997 中关于齿根弯曲强度计算公式可知，以载荷作用于单对齿啮合区外界点为基础计算齿根弯曲应力基本值计算公式为：从计算公式可以看出，对于一个齿轮来说其弯曲应力基本值主要受YF、YS、Yβ的影响，而YF与轮齿的齿廓形状有关；YS与齿根应力集中程度有关；Yβ与当量齿轮的螺旋角有关，在宏观参数不变的情况下，此值不变。齿形系数YF是用以考虑齿形对名义弯曲应力的
机械工程师 2014年1期2014-11-22
- 电动车减速器齿轮失效分析
出现失效的原因为齿根位置加工较为粗糙，齿面与齿根部位没能够良好过渡，使得齿根位置存在较大的应力集中；齿根位置大量黑色网状组织使得齿根位置的硬度明显降低，亦影响着齿轮的疲劳寿命。1 金相组织观察与分析对国产化的断裂齿轮、未使用的国产化齿轮以及国外企业生产的齿轮进行切取，位置如图1所示。图1包括发生断裂、未使用齿轮和国外某公司生产的齿轮的取样位置。上述试样均经过抛光处理后用于显微组织观察与硬度测试。图1 1、2、3号试件取样位置Fig.1 the locati
传动技术 2014年2期2014-07-06
- 汽车转向器齿条齿扇传动副的几何和啮合计算（续2）
确定方法8.1 齿根圆角齿的法向尺寸和形状依据给定的αn，han2*，hfn2*及齿根圆角半径（ρfn2）限定。为了增加齿条的齿根强度，也为了减小刀具的磨损，可将齿根做成单圆的圆角，单圆弧的圆角半径通过图5 推导。从图5 中可知：式中：ρfn2*——齿根圆角半径系数，ρfn2*=ρfn2/mn。ρfn2*乘以mn，即得到ρfn2的数值。8.2 齿根圆角干涉验算图6 示出齿根圆角干涉验算示意图，依据图6 验算是否发生干涉。图6 中：如图6 所示，当hD＞he
汽车工程师 2014年3期2014-06-22
- 齿根裂纹几何参数对齿轮强度影响的研究
［1］，为了研究齿根裂纹几何参数对齿轮工作过程中应力集中情况的影响，将裂纹引入到齿轮副有限元分析模型中进行分析，对齿轮再制造具有重要意义。1 齿轮几何模型的建立以柳工ZL855 装载机变速箱输出轴齿轮对为研究对象，齿轮材料为20CrMnTi，弹性模量EX为2.07 ×1011Pa，泊松比0.25，抗拉强度1 080 MPa，屈服强度835 MPa，其具体参数见表1。表1 ZL855 装载机变速箱输出轴齿轮对参数首先在UG 软件中对齿轮副三维几何模型进行参数
机床与液压 2014年23期2014-05-10
- 齿轮滚刀优化及其仿真
使用寿命.工作中齿根处应力过大而造成的齿轮轮齿折断是齿轮的主要破坏形式之一[1].研究[2]表明，齿根处的最大应力与齿根过渡曲线的形状有关，而齿根过渡曲线的形状又与齿轮加工刀具顶刃圆角半径有关.在齿轮生产中，对齿轮加工刀具顶刃圆角半径通常不做严格规定，一般取0.25 m～0.3 m[3](m为被加工齿轮的模数).为优化齿轮设计，王亮等[4]通过ANSYS软件对齿轮进行了有限元分析，并提出了对齿轮结构的改进方案；芮井中等[2]提出了一种有效地描述齿根过渡曲线
延边大学学报（自然科学版） 2014年1期2014-03-25
- 基于椭圆的渐开线齿轮齿根过渡曲线研究
题日益突出。所以齿根部位的应力分布状况、最大应力值及部位、以及如何降低弯曲应力引起了人们兴趣和注意[1～8]。齿轮弯曲应力的计算方法主要有基于悬臂梁结构30°切线法和有限元法。文献[4～7]以有限元为基础对齿轮进行了精确建模和弯曲强度分析；文献[9]基于悬臂梁结构的30°切线法研究了渐开线直齿轮齿根弯曲应力的求解。标准齿条刀具加工的过渡曲线为延伸渐开线的等距曲线，文献[1～3]及[6]表明：该等距曲线并不能使齿根弯曲应力最小，并基于有限元法对齿根过渡曲线进
机电产品开发与创新 2014年2期2014-01-28
- 基于LabVIEW的齿根动态应力无线测试研究
为了精确地求解出齿根应力和轮齿变形，研究者提出了多种计算模型和方法［1－3］。但上述模型和计算方法，与传动系统相比较均作了一定的假设和简化，存在近似性。作为理论计算的重要补充和验证手段，齿轮强度试验值得重视［4－5］。齿轮强度试验主要分为光弹性法和电测法。光弹性法由于试件材料(通常为环氧树脂和聚碳酸酯)与实际齿轮材料的差异，直接影响测试的精度［6－8］。电测法是将灵敏度较高的应变片黏贴在非接触区的齿根表面，随着轮齿受力变形，应变片产生相应的电阻变化，由测试
铁道科学与工程学报 2014年1期2014-01-04
- 渐开线圆柱齿轮齿根弯曲应力精确计算
常见的失效形式为齿根弯曲疲劳应力引起的轮齿折断和齿面接触疲劳应力引起的齿面点蚀，而轮齿折断是最严重的失效形式，并且常常会突然发生，导致整台机器甚至是生产线停车、停产。因此在齿轮的设计过程中需要精确计算齿根的弯曲疲劳应力，而计算齿根弯曲疲劳应力的经典理论算法不仅需要进行大量的简化，还需要对计算结果进行修正［1－4］。本文采用ANSYS 软件建立齿轮齿廓曲线和齿根曲线，然后精确计算齿轮的齿根弯曲应力和齿面接触应力，并与理论方法的计算结果进行对比。1 齿轮模型1
机械工程与自动化 2013年2期2013-12-23
- 双圆弧齿轮基本参数对齿根弯曲应力的影响*
弧齿轮基本参数对齿根弯曲应力之影响的研究并不完善，绝大多数都只针对几个影响比较显著的参数进行了研究分析[1-5]，而极少涉及一些影响不太显著的基本参数的研究工作。要提高双圆弧齿轮的承载能力，就不能忽视每一个基本参数的影响。2 双圆弧齿轮的齿廓数学模型任意转角位置的双圆弧齿轮齿廓数学模型[6]能准确、真实的描述双圆弧齿轮齿根过渡曲线上的任一点，笔者基于该数学模型对双圆弧齿轮齿根弯曲应力进行了一系列的研究，其中文献[7]将文献[6]、[8]当中的各段齿廓曲线方
机械研究与应用 2013年6期2013-12-03
- 工况参数对船用斜齿轮动态性能的影响
等工况参数变化对齿根最大动应力的影响规律，得出的一些结论可为船用斜齿轮副结构与强度的优化设计提供一定的参考依据.1 仿真模型的建立1.1 斜齿轮模型参数图1为典型船用动力装置的工作示意图.主机通过斜齿轮带动螺旋桨旋转，从而为船体提供驱动力.虚拟加工所得的齿轮副三维几何模型的精确性对仿真结果有直接影响，齿廓曲线尤其是齿根过渡曲线的构建是齿轮三维实体建模的难点.本文建立了基于滚切工艺的被加工斜齿轮的三维几何模型，该工艺下的斜齿轮齿面曲线方程为分段非线性函数，建
中国工程机械学报 2013年5期2013-07-25
- 考虑齿间摩擦力的齿根弯曲应力计算
0048)现行的齿根弯曲强度计算中只考虑了法向啮合力，而忽略了齿间摩擦力[1~2]。李秀莲、徐辅仁等人对齿间摩擦力对齿根弯曲应力的影响做了研究，认为在齿间摩擦系数大的情况下可使齿根弯曲应力增加10%以上[3~5]。本文进一步按照现行的齿轮强度计算方法全面地分析了齿间摩擦力对增速传动和减速传动中大、小齿轮齿根弯曲应力的影响，并对影响程度进行了定量计算。1 力学模型的建立齿间摩擦力的方向在主动轮啮合齿面上是背离节线，分别指向齿根和齿顶的，而在从动轮啮合齿面上正
装备制造技术 2013年6期2013-06-26
- 基于Pro/E和KISSsoft的齿根修形优化设计
齿轮在接触点处和齿根处属于应力集中区,最容易发生破坏.合理的轮齿修形可以减少或者避免应力集中[1-2].结合使用国际标准ISO6336和“图解法”,利用先进的KISSsoft软件对齿根进行修形最优化.然后通过Pro/E和KISSsoft的接口将齿根最优化齿轮导入到Pro/E中,进行实体参数化设计,能很好地提高设计效率和质量,降低设计成本.1 基于KISSsoft的齿根修形优化1.1 齿根修形优化思路在国际标准ISO6336中,对齿根YF和YS的分析计算仅仅
河南科技学院学报(自然科学版) 2012年5期2012-10-16
- 风电增速机内齿圈断裂原因分析
线状疲劳源，位于齿根部位；(2)疲劳扩展区，有明显的疲劳贝壳纹，占整个断口面积约45%；(3)瞬断区，断面较扩展区粗糙，其面积约占整个断口面积的45%。2.2 低倍检验结果将切取的试片进行酸洗后检验，低倍组织致密，在1#、2#、3#低倍的齿面的渗碳深度为3 mm左右，在齿根部位渗碳层深度约为1 mm左右，齿面与齿根渗碳层深度相差非常大，见图5、图6。2.3 高倍检验结果将1-1、1-2、1-3三块高倍试样磨制后，在未经腐蚀的情况下观察，非金属夹杂物较少，塑
大型铸锻件 2012年5期2012-09-25
- 弧齿锥齿轮的轮坯设计
提出了轮坯修正—齿根倾斜，至今在国外已得到普遍的应用，成为了一种先进的设计方法。1 标准收缩齿齿形弧齿锥齿轮的节锥顶点和根锥顶点重合，齿根高与锥距成正比，齿根的这种收缩情况称为标准收缩。齿轮的节平面如图1所示，齿线相互倾斜，齿厚也与锥距成正比。大轮齿槽两侧的中点P1、P2处的螺旋角β相等，齿线中点P1、P2处切线之间的夹角等于：其中： S1=是小轮中点弧齿厚，R是中点锥距。图1 齿轮的节面2 双面加工实际齿形实际加工中弧齿锥齿轮的大轮一般都是采用双面加工，
制造业自动化 2012年19期2012-07-11
- 全圆齿根设计及其应力特性研究
力的典型故障.轮齿根部是抗弯强度的危险部位[1]，如果齿轮根部圆角小，就容易产生应力集中，承载能力就降低.因此，为了提高齿轮的抗疲劳损坏，减轻硬齿面齿轮根部应力集中，有必要讨论轮齿根部采用全圆弧槽形对轮齿弯曲强度的影响，并给出合理的齿根全圆弧半径等参数，以便该技术在工程中推广应用.1 全圆齿根参数确立1.1 齿根过渡曲线介绍如图1和图2所示，由齿轮啮合原理和展成运动可知[2-3]，齿轮的渐开线齿面CD，是由刀具腰线部分EF在切齿中包络形成的，而齿轮齿根过渡
车辆与动力技术 2012年3期2012-07-03
- 行星齿轮传动齿根动应力计算
078）0 引言齿根弯曲应力是齿轮最重要的强度性能之一，它的大小直接影响齿轮的使用寿命和安全［1］。目前多采用有限元软件Ansys等对齿轮进行接触仿真得到齿根应力值［2－3］。但对于功率分流式行星传动的齿轮，其重合度较大，同时啮合的齿数多达4～6个。为了计算1个齿由进入啮合到退出啮合全过程中齿根应力的变化，对于重合度大于4的齿轮，计算至少要涉及到9个不同的齿。对于人字齿轮，1个啮合位置就是18个齿。对于有3个啮合位置的太阳轮，就至少要对54个齿进行有限元网
舰船科学技术 2012年2期2012-03-07
- 调用伽玛函数实现变厚齿强度的概率可靠性调优计算
ign2 变厚齿齿根弯曲强度校核计算因为可靠性计算所应用的应力、强度的数学模型都是应用原来在机械零件强度校核计算中的数学模型。所以在进行变厚齿齿根弯曲强度概率可靠性计算之前,我们把变厚齿齿根弯曲强度校核计算的数学模型和校核方法作一介绍是很有必要的。现在我们先建立直齿变厚齿的强度计算方法,由于此变厚齿是转向器摇臂轴上的变厚齿,是属于慢速大载荷的传动件,从以往实际使用中出现的失效形式得知 ,设计摇臂轴齿扇需计算扇齿的齿根弯曲强度,现提出如下方法。(1)首先提出
传动技术 2010年3期2010-07-06
- 内燃机后传动齿轮系强度改进提高探析
Ni，轮齿表面及齿根采用中频淬火工艺进行硬化处理，淬火处理完成后对齿面、齿根进行磨削加工。由于表面淬火方法本身的不足，加之工厂专用设备精度下降，中频淬火后，齿轮轮齿表面的硬化层深度不均匀，存在个别齿根没有淬硬层的现象，加之磨削齿根后，齿根部位形成拉应力。所有这些，严重影响了齿轮的弯曲强度，特别对承受载荷较重齿轮的可靠运行造成了威胁[1]。2 采取的技术措施解决该型内燃机后传动齿轮系齿轮本身强度不足问题，即齿面淬硬层不均匀问题，最有效的方法，是更换原材料40
装备制造技术 2010年8期2010-03-28