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齿轮传动中轮齿的失效分析及对策

齿轮传动是机械传动中最主要的一种传动形式。具有工作可靠、使用寿命长、传动效率高、结构紧凑、瞬时传动比为常数等一系列特点,但由于设计、制造或使用不当等原因,齿轮传动在工作过程中经常会发生失效。通常有齿轮的轮齿折断、工作齿面磨损、疲劳点蚀、齿面胶合及塑性变形等,任何一种失效都将导致齿轮传动非正常工作。1轮齿折断轮齿折断可分为疲劳折断、过载折断、和随机折断,通常渐开线直齿圆柱齿轮轮齿的折断为全齿折断,而斜齿轮和锥齿轮轮齿的折断一般是局部折断。1.1疲劳折断轮齿工作时像一个悬臂梁,受载后在齿根处产生的弯曲应力σF为最大,而且是交变应力。再加之齿根处过渡部分的尺寸变化较大存在应力集中,在反复的弯曲应力作用下,当应力值超过材料的弯曲疲劳极限时,即σFσlim时在轮齿受拉一侧的齿根圆角处产生疲劳裂纹,随着载荷循环次数的增加,裂纹逐渐扩展,使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力,造成瞬时折断。导致轮齿发生疲劳折断的原因很多,如在设计时对实际载荷估...  (本文共2页) 阅读全文>>

《南方农机》2017年14期
南方农机

齿轮传动中轮齿的失效分析及对策

齿轮传动作为现代机械设备中应用最广泛的传动方式,它是通过两个齿轮的轮齿进行相互的啮合来传递运动以及动力的。我国作为世界上拥有铁路线最长的国家之一,铁路运输在国民经济发展中发挥着巨大的作用。铁路轨道车的发动机是依靠齿轮传动来进行动力传递的。火车发动机在正常工作过程中其轮齿往往会由于操作人员操作不当以及工作环境的影响发生失效,导致火车无法正常的运行。因此,了解轮齿失效的形式、原因是非常重要的,有利于对轮齿失效提出相应的措施,以保障齿轮工作过程中轮齿正常的运行。1常见的齿轮传动中轮齿失效的形式1.1轮齿折断轮齿折断现象在开式的齿轮传动和闭式的硬齿面齿轮传动中经常发生。依据折断原因的不同,轮齿折断可以分为疲劳折断和过载折断两种形式。轮齿的疲劳折断是指齿轮进行传递动力的时候,轮齿的底部受到弯曲应力的作用,这种弯曲应力是最大的,与此同时轮齿的受力部位还存在着应力的集中。齿轮传动载荷的的过程就是轮齿反复进行啮、合的过程,轮齿在啮合的过程中根部...  (本文共2页) 阅读全文>>

《机械科学与技术》2015年08期
机械科学与技术

轮齿连续啮合动力学仿真与实验

目前,齿轮动力学研究大多以振动理论为基础,分析其弯扭振动特性,并考虑系统结构参数、几何参数、制造参数和各种传动工况的影响[1-3]。然而,通过引入动态载荷系数或当量载荷[4]考虑接触力的变化,并不能准确反映啮合接触力的动态特性。为此,学者们用解析法[5-6]或有限元法[7]对齿轮接触力进行了研究。相对于解析法,有限元法可有效地解决齿面接触力的计算问题,但普遍存在建模复杂,解算时间漫长等缺点。采用多体动力学方法可获得轮齿动态啮合接触力,有3种处理方式:1)全刚体模型[8-9]。视齿轮为1个刚体,通过定义接触副,实现轮齿啮合传动,可获得齿面接触力的变化情况,但没考虑轮齿变形,无法准确反映单个轮齿的接触特性,亦很难表征稳定的双对齿啮合区。2)刚-柔耦合模型。将齿轮视为由若干轮齿和齿轮本体组成的系统,其中,齿轮本体为刚体,轮齿为刚体或柔体,在轮齿和本体之间建立弹性连接[10-11],或将柔性轮齿与本体固定[12]。刚-柔耦合模型可兼顾模...  (本文共4页) 阅读全文>>

《佳木斯教育学院学报》2012年08期
佳木斯教育学院学报

“复合轮齿机构”在气体压缩机产品中的研究与应用

一、复合轮齿机构复合轮齿是齿轮研究工作中的一个新课题,也是齿轮研究工作中拓展的一个新领域。在国内外,很早就有人开始轮齿复合的设想与研究工作,如1971年美国专利:“齿轮式旋转机构”(美国专利号US3547491);1991年PCT专利:“旋转式内燃机”(PCT专利号W091/02888);1993年中国廖振宜申请了ZL93111972.3“齿闭式转子”的专利;1995年美国专利“齿轮装置”(美国专利号US5454702)。但是以上发明只停留在原理的设想上,都未解决复合轮齿的啮合型线问题,保证不了齿轮在啮合过程中各瞬时传动比的恒定,即保证不了复合轮齿的正常传动。“复合轮齿机构”就是在普通圆柱齿轮副的基础上按人们的主观需要复合不同齿高及齿厚的大齿、大齿槽,大小轮齿共同满足各瞬时传动比相等,具有传动及啮闭作用,实现即能传递高效可靠的转动又能实现对流体的抽吸、输送及压排功能。复合轮齿的结构型式多样,图1、图2是复合轮齿多种结构型式中的示...  (本文共2页) 阅读全文>>

《机械设计》2002年11期
机械设计

啮合力移动速度对轮齿变形影响的有限元分析

1 前言轮齿位移动态响应分析是齿轮动力学研究的一个重要方面。其最直接的应用就是研究轮齿的啮合状态 ,确定轮齿的动态变形 ,为齿轮修形提供依据。一般认为轮齿的固有频率较高[1,2 ] ,轮齿的自由振动衰减很快 ,故通常采用静态的研究方法来确定轮齿的修形量。即忽略了啮合力沿齿廓运动速度的大小对轮齿变形的影响 ,把静态条件下轮齿的刚度数值运用到轮齿啮合的动态计算中。然而 ,文献 [3]利用简化的力学模型 ,得出啮合力沿齿廓运动的速度对轮齿变形有一定影响的结论 ,但从复杂的解析分析中 ,尚难以直接判断出这一影响的大小。在此采用有限元方法 ,对在一定啮合力作用形式下渐开线直齿轮轮齿的瞬态啮合变形与其静态变形进行了计算比较 ,较直观地得到轮齿啮合速度对轮齿变形影响的规律趋势。2 轮齿有限元模型利用直齿轮轮齿的齿形沿齿宽方向不变及其对称的特点 ,将轮齿有限元问题的研究简化为二维平面问题 ,并按平面应力问题进行分析。轮齿有限元模型如图 1所示。...  (本文共3页) 阅读全文>>

《金属热处理》1980年20期
金属热处理

驱动轮齿块的热处理

驱动轮齿块的热处理丹东五一八内燃机配件总厂热处理分厂(丹东118009)安云鹏孙炜姜全会石晓华HeatTreatmentofDrivingGearAnYunpeng,SunWei,JiangQuanhui,ShiXiaohua(Dandong518thGeneralPlantofInternalcoubustionEngineFitings,Dandong,118009)履带式推土机驱动轮齿块(以下简称齿块)见图1,要求齿表面耐磨损,整体抗冲击,其技术要求见表1。齿块材料为40MnB钢,由于齿块形状特殊,我们采用压力喷淬使齿块热处理后满足了技术要求。齿块加工工艺流程为:下料—锻造—正火—酸洗—机加工—淬火—回火—机加工。热处理工艺曲线如图2。齿块在专门设计的推杆炉中整体加热透烧后,放于齿块淬火压床上,...  (本文共2页) 阅读全文>>