弧齿锥齿轮齿面形状为空间曲面,齿面粗糙度的变化可对其啮合性能产生显著的影响,直接影响系统的振动、承载等性能。采用平行主轴式滚磨光整工艺对某航空弧齿锥齿轮的齿面粗糙度开展了理论仿真及实验研究。建立工艺运动的数学模型,推导出磨料与齿面间切削速度的公式,分析了影响结果的主要因素;借助EDEM软件的Hertz-Mindlin with archard wear模型,仿真了齿面磨损情况;采用该工艺对盘式弧齿锥齿面的表面质量进行了实验研究。结果表明,采用该工艺可使齿面毛刺消除,边角倒圆,齿面粗糙度Ra从0.8μm降至0.4μm左右,齿面形貌趋于各向同性,为后期研究齿轮接触性能和工业应用奠定了基础。

滚磨光整加工是一种新型的微加工技术,能够去除材料表面的痕迹,降低齿面粗糙度,降低齿轮的啮合噪声。采用平行主轴式滚磨光整工艺对某航空弧齿锥齿轮进行光整加工实验研究,阐述了该光整工艺的加工机理,研究了光整磨料与齿轮表面间的相对运动情况;根据齿轮外圆处磨料的切削公式,分析了各因素的影响规律。结果表明,该滚磨光整加工工艺可以显著降低弧齿锥齿轮表面粗糙度,锥轴齿面粗糙度Ra值从0.8μm降至0.4μm左右,锥盘粗糙度值Ra从0.8μm降至0.3μm左右,齿面纹理的一致性明显提高。为后续分析弧齿锥齿轮的振动和噪声特性奠定了基础。

地铁齿轮箱流场分析是研究输出端轴承润滑的基础,箱体型腔结构参数对齿轮和轴承的润滑有非常重要的影响。通过计算机流体仿真软件CFX,采用浸入实体法,建立地铁齿轮箱斜齿轮飞溅润滑的CFD数值仿真模型,得到不同工况下输出端轴承集油盒入口处的润滑油速度和体积分数;分析径向距离、轴向距离、导油筋宽度对集油盒平面润滑油体积分数和速度的影响规律。分析结果表明:在1800~3600 r/min转速下,集油盒平面润滑油体积分数与油速呈负相关关系,在一定导油筋宽度下,增加轴向与径向距离会增加集油盒平面润滑油体积分数,减小集油盒平面的油速;轴向距离和径向距离不变,随着导油筋宽度增加,润滑油体积分数增加,油速降低。

钢中MgAl2O4夹杂物熔点高不变形，对高级别钢种质量危害大，是近几年洁净钢领域研究的热点。阐述了MgAl2O4夹杂物产生的背景，总结了钢中MgAl2O4夹杂物研究现状，提出需要对MgAl2O4夹杂物向低熔点四元复合氧化物夹杂转变的动力学作进一步研究。

在叶片的优化设计中,叶片的气动外形与风力机主机的稳态运行特性存在耦合设计关系,一方面叶片的外形形状决定主机的稳态运行特性;另一方面对不同外形形状的风力机叶片应设计与之相匹配的风轮转速、叶片桨矩角等主机稳态控制策略,进而才能准确的计算和提高叶片在低风速条件下的气动性能。基于高阶贝塞尔曲线和粒子群算法构建了叶片气动外形的优化设计模型,在最大叶根弯矩和风轮推力的约束条件下,以年发电量最大为目标对某1.5MW叶片进行了优化设计。结果表明,提出的优化设计方法可实现风力机叶片气动外形和稳态运行特性的一体化优化设计,提高了风力机在低于额定风速下的气动性能,研究方法可运用于低风速超低风速风力机叶片的设计中。

为解决减速机箱体相似度大、厂家品牌识别度低的问题,提出将把箱体技术要求、企业文化内涵和中国传统文化等融合在减速机箱体外观的设计理念中。将有限元分析方法引入传统的减速机箱体造型设计流程,运用Creo2.0软件进行三维设计并建模;用Ansys Workbench软件对设计模型进行有限元分析;提出了造型与结构一体化的设计方法,通过此方法达到提高各减速机厂家品牌识别度的目的,从而提高产品的竞争力,增强产品造型的创新性,提高造型设计效率。

齿轮箱是高速动车组动力转向架的核心部件,其性能直接影响运行的安全可靠性。介绍了目前国内高速动车组齿轮箱结构及安装方式。根据齿轮箱的结构,分别从齿轮、支架、箱体、润滑密封等方面描述了国内外高速动车组齿轮箱设计方法的研究现状及存在的问题。提出了后期应重点针对齿轮箱的造型设计、故障诊断与健康管理和极端环境下的产品性能等方面开展相关研究,为深入研究高速动车组齿轮箱提供了参考。

齿轮模态分析主要依靠数值模态分析和试验模态分析法,存在求解过程繁琐且无法直接获取齿轮参数与模态频率振型之间耦合关系的问题。为进一步掌握齿轮主要参数对约束模态频率的影响,根据模态有限元计算理论,对双圆弧齿轮约束模态模型进行研究;分析前6阶模态振型图,采用正交试验方法,运用方差分析,计算各因素对模态频率的影响因子;定量分析双圆弧齿轮的齿数、模数、螺旋角、齿宽因素对约束模态的影响。结果表明:齿数是影响固有频率的主要因素,其次是模数、螺旋角和齿宽;对试验结果进行中心化一次非线性回归模型计算,建立双圆弧齿轮约束模态频率计算模型,实现双圆弧齿轮约束模态的快速计算,对比验证1阶频率计算值的准确性。研究结果为全面研究双圆弧齿轮的振动和噪声特性提供参考。

减速机的轻量化设计一直是机械传动领域非常重要的研究课题之一,箱体也是减速器非常重要的部件,以往,由于其设计主要采用经验设计方法,少有学者从其刚度、结构强度、疲劳可靠性以及齿轮的整体动力学问题方面进行了研究。以某游梁式抽油机减速机箱体设计为例,拟合材料的S-N曲线,仿真分析了箱体应力应变,联合求解齿轮、曲柄作用箱体的载荷谱,采用雨流法在n Code软件中对减速机箱体疲劳寿命进行评估。着力研究箱体的疲劳寿命分析方法问题,为后期减速机箱体的轻量化设计打下基础。