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低速重载齿轮齿面磨损有限元分析

机械传动 2014年第11期38卷 152-156页

作者：赵丽娟孙婉轩辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000

以某公司易维护SL1000型采煤机摇臂传动系统的末级齿轮为例,运用有限元法分析了正常齿面模型和3种不同程度齿面磨损模型在一个啮合周期内轮齿啮合的运动状态、齿面接触有效应力等。以Hertz理论为基础,验证了有限元法的正确性。通过仿真... 详细信息

以某公司易维护SL1000型采煤机摇臂传动系统的末级齿轮为例,运用有限元法分析了正常齿面模型和3种不同程度齿面磨损模型在一个啮合周期内轮齿啮合的运动状态、齿面接触有效应力等。以Hertz理论为基础,验证了有限元法的正确性。通过仿真结果分析,得到不同位置、不同程度齿面磨损对低速重载齿轮啮合传动、齿面接触有效应力的影响。

关键词：低速重载齿轮齿面磨损有限元有效应力运动波动

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低速重载齿轮的齿端修薄研究

矿山机械 2002年第7期30卷 82-83页

作者：秦华岭张春玲塔静宁中信重型机械公司河南洛阳471039 洛阳工学院机电系

在给定齿轮工况的基础上,对齿端修薄方法的适用条件、工作负荷影响及其修形量等问题进行了定量分析。研究结果表明,这种齿向修形方法对提高低速重载齿轮的承载能力有着重要的意义。

关键词：低速重载齿轮齿端修形承载能力使用寿命弹性变形负荷

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低速重载齿轮疲劳裂纹扩展测试与分析

低速重载齿轮疲劳裂纹扩展测试与分析

作者：董建伟华北理工大学

学位级别：硕士

低速重载齿轮被广泛应用于机械、冶金、采矿等重大装备中。由于在使用过程中会经常出现负荷过大、偏载以及轮齿表层下的缺陷引起应力集中等情况,使得其根部受到脉冲循环的弯曲应力达到最大,当超过材料的疲劳极限时会在轮齿根部产生疲劳... 详细信息

低速重载齿轮被广泛应用于机械、冶金、采矿等重大装备中。由于在使用过程中会经常出现负荷过大、偏载以及轮齿表层下的缺陷引起应力集中等情况,使得其根部受到脉冲循环的弯曲应力达到最大,当超过材料的疲劳极限时会在轮齿根部产生疲劳裂纹,并逐渐扩展,当剩余部分无法承受传动载荷时就会导致断齿,进而造成人员伤亡和经济损失。为了避免这一现象的发生,有必要对低速重载齿轮疲劳裂纹扩展进行测试与分析。为了研究低速重载齿轮疲劳裂纹,首先用和齿轮相同的材料42Cr Mo钢制成紧凑拉伸试样。进行热处理后,在疲劳试验机上采用应力比0.1和0.6进行I型裂纹扩展试验。然后,利用ABAQUS软件对紧凑拉伸试样疲劳裂纹扩展进行数值模拟。将实验与仿真结果对比,证明实验与仿真具有一致性。接下来对设计加工好的低速重载齿轮在弯曲疲劳试验机上采用不同应力水平进行弯曲疲劳试验,得出不同可靠度估计值下疲劳寿命随应力水平变化的关系图像以及齿轮的疲劳极限。最后,在扫描电子显微镜下对齿轮疲劳断口进行微观形貌观察。结果表明:小应力比更容易引起疲劳裂纹的萌生和扩展,裂纹尖端的等效应力极值更大,塑性区面积更大;相同应力比下,较大应力范围更容易造成疲劳破坏,齿轮的疲劳寿命更短。微观条件下,裂纹萌生阶段所占疲劳寿命比例较小,稳定扩展阶段是疲劳裂纹扩展的重要阶段,断裂形式为解理断裂;快速扩展阶段轮齿瞬间断裂,疲劳断口为撕裂韧窝形貌。材料中的颗粒状夹杂缺陷位置更容易萌生裂纹影响疲劳寿命。图31幅;表8个;参78篇。

关键词：低速重载齿轮疲劳裂纹应力强度因子微观形貌疲劳寿命

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低速重载齿轮本体温度场的研究

低速重载齿轮本体温度场的研究

作者：汝艳合肥工业大学

学位级别：硕士

本文首先应用传热学的知识，建立了低速重载齿轮稳态本体温度场的热平衡方程及边界条件，其次根据齿轮啮合原理及其本体温度场的复杂边界条件，进行了适当的简化，由此建立了一个与实际工况相吻合的数学模型。以有限元分析方法和理论分... 详细信息

本文首先应用传热学的知识，建立了低速重载齿轮稳态本体温度场的热平衡方程及边界条件，其次根据齿轮啮合原理及其本体温度场的复杂边界条件，进行了适当的简化，由此建立了一个与实际工况相吻合的数学模型。以有限元分析方法和理论分析计算相结合为手段，对低速重载齿轮轮齿的各面换热系数和啮合齿面输入摩擦热量进行了分析计算，并通过有限元分析软件ANSYS进行计算，进而系统地分析了低速重载齿轮本体温度场的大小和分布情况。通过改变低速重载齿轮的几何参数和传动参数的值，对低速重载齿轮稳态本体温度场的影响情况进行了比较、分析，得出了有益的结论。低速重载齿轮的胶合破坏温度并不高，称为“冷胶合”，它的产生与温度场的变化存在着密切的关系。关于冷胶合的机理，现在国际上还没有一套完整的理论体系，本文的研究将为冷胶合机理的研究奠定基础，另外，温度场的分析为低速重载齿轮提供承载能力设计、轮齿修形分析、润滑系统设计以及齿轮传动系统生存能力设计等所必需的设计基础条件。因此，低速重载齿轮本体温度场的研究具有重要的理论价值和实践意义。

关键词：低速重载齿轮有限元温度场稳态

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低速重载齿轮的磨损研究

合肥工业大学学报（自然科学版） 1992年第S1期15卷 73-78页

作者：朱龙根朱锡锋

本文在试验的基础上对圆周速度V=1～4m/s的齿轮传动进行了磨损研究。试验表明:V=1～4m/s低速重载齿轮处于边界润滑状态,其磨损速率与圆周速度有关,且存在一最恶速度值,当齿轮处于最恶速度运行时磨损速率最大。为提高齿轮的使用寿命,应... 详细信息

本文在试验的基础上对圆周速度V=1～4m/s的齿轮传动进行了磨损研究。试验表明:V=1～4m/s低速重载齿轮处于边界润滑状态,其磨损速率与圆周速度有关,且存在一最恶速度值,当齿轮处于最恶速度运行时磨损速率最大。为提高齿轮的使用寿命,应避免齿轮在最恶速度附近运行。最恶速度值与齿轮的运行条件有关,如载荷、润滑油、齿面状况、材料及热处理等。在试验条件下,最恶速度值在V=1.13～1.41m/s,文本对最恶速度现象进行了分析,认为最恶速度值与边界油膜中的局部涡流有关。

关键词：低速重载齿轮磨损最恶速度局部涡流

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低速重载齿轮冷胶合机理及试验研究

合肥工业大学学报(自然科学版) 1987年第6期 10-17页

作者：丁爵曾朱龙根朱锡锋

冷胶合是低速重载齿轮常见的一种失效形式。本文对冷胶合的产生机理进行了初步研究,并在经过改装的FZG齿轮试验机上作了齿轮试验,得出了几种常用材料制成的配对齿轮使用不同润滑油的冷胶合极限。试验中对冷胶合形貌进行了仔细的观察和分... 详细信息

冷胶合是低速重载齿轮常见的一种失效形式。本文对冷胶合的产生机理进行了初步研究,并在经过改装的FZG齿轮试验机上作了齿轮试验,得出了几种常用材料制成的配对齿轮使用不同润滑油的冷胶合极限。试验中对冷胶合形貌进行了仔细的观察和分析,试验表明冷胶合不仅可在齿面局部区域发生,而且也可沿整个接触齿宽发生。

关键词：低速重载齿轮退吸齿面齿轮材料冷胶合试验研究

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低速重载齿轮润滑状态的研究

西南交通大学学报 1987年第1期 87-97页

作者：史士杰李景贤吴鹿鸣

本文从弹流理论(EHL)出发,对低速重载齿轮的润滑状态进行了理论计算,并分析了各项参数对齿面油膜厚度和齿面承载能力的综合影响。同时对齿面润滑机理进行了理论研究,提出了设计低速重载齿轮时,参数的选择原则以及改善润滑状态、延长齿... 详细信息

本文从弹流理论(EHL)出发,对低速重载齿轮的润滑状态进行了理论计算,并分析了各项参数对齿面油膜厚度和齿面承载能力的综合影响。同时对齿面润滑机理进行了理论研究,提出了设计低速重载齿轮时,参数的选择原则以及改善润滑状态、延长齿面工作寿命的一些措施。

关键词：低速重载齿轮齿面弹流理论润滑状态油膜厚度

无量纲参数在矿用低速重载齿轮故障诊断中的应用

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煤炭科学技术 2006年第8期34卷 28-31页

作者：郭厚明行志刚荆双喜山西焦煤西山煤电集团公司技术中心山西太原030053 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454003

研究了无量纲参数对低速重载齿轮不同故障的敏感性,据此在对齿轮减速箱进行初步诊断的基础上,结合频谱分析技术诊断出故障的具体部位。研究表明,无量纲参数在低速重载齿轮故障诊断的工程实际中具有一定的实用性,为煤矿现场齿轮减速箱故... 详细信息

研究了无量纲参数对低速重载齿轮不同故障的敏感性,据此在对齿轮减速箱进行初步诊断的基础上,结合频谱分析技术诊断出故障的具体部位。研究表明,无量纲参数在低速重载齿轮故障诊断的工程实际中具有一定的实用性,为煤矿现场齿轮减速箱故障诊断提供了一种有效的方法。

关键词：无量纲参数低速重载齿轮故障诊断

42CrMo低速重载齿轮弯曲疲劳试验和数值模拟

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42CrMo低速重载齿轮弯曲疲劳试验和数值模拟

作者：王嘉军华北理工大学

学位级别：硕士

低速重载齿轮主要应用在矿山、冶炼、大型机械制造等重型装备领域。低速重载齿轮在运转过程中需承受冲击载荷,随着冲击载荷不断累积,当累积超越材料疲劳极限时,轮齿将会出现疲劳裂纹萌生、扩展甚至断裂,最终引发经济损失和人员伤亡。42C... 详细信息

低速重载齿轮主要应用在矿山、冶炼、大型机械制造等重型装备领域。低速重载齿轮在运转过程中需承受冲击载荷,随着冲击载荷不断累积,当累积超越材料疲劳极限时,轮齿将会出现疲劳裂纹萌生、扩展甚至断裂,最终引发经济损失和人员伤亡。42Cr Mo钢因具备较高的屈服强度和疲劳强度,所以成为制备低速重载齿轮的材料之一。因此对42Cr Mo低速重载齿轮展开弯曲疲劳相关研究具有重要意义。首先,对42CrMo低速重载齿轮采用单齿加载方式和常规成组法的试验方案,开展弯曲疲劳试验。确定了由30°切线法,计算出齿根在危险截面处应力式中的各项参数,获取各个载荷水平下的齿根弯曲应力。其次,运用疲劳应用统计学,对试验获取的疲劳寿命数据进行分析,确定了齿轮服从对数正态分布的疲劳寿命,将疲劳寿命数据拟合,得到42Cr Mo低速重载齿轮S-N曲线以及P-S-N曲线方程,以及在不同存活率下的齿轮弯曲疲劳极限。再次,根据齿轮弯曲疲劳试验得到轮齿裂纹扩展断面,将疲劳裂纹从萌生至断裂的整个过程进行微观形貌的观察和分析,判定轮齿断裂性质和易引发疲劳裂纹扩展的原因。最后,在ANSYS/n Code Designlife中进行齿轮静力学分析得到齿轮静力学应力分布情况,并以名义应力法对齿轮弯曲疲劳进行数值模拟,得到齿轮最薄弱位置处与试验结果相匹配的试验疲劳寿命数据。图39幅;表22个;参64篇。

关键词：低速重载齿轮弯曲疲劳试验裂纹扩展疲劳寿命数值模拟