为了研究齿根裂纹对硬齿面齿轮疲劳寿命的影响,以某渐开线硬齿面齿轮为研究对象,基于断裂力学方法和疲劳裂纹扩展理论,分析研究了齿轮齿根疲劳裂纹扩展机制;建立了考虑载荷大小、初始裂纹大小以及初始裂纹位置等因素影响的硬齿面齿轮齿根裂纹扩展剩余寿命分析模型,研究了齿根裂纹不同扩展阶段的应力强度因子演变规律与裂纹扩展机制;根据某渐开线硬齿面齿轮副弯曲疲劳试验数据,对所建计算模型进行了分析与验证,证明了模型的准确性。结果表明,与Ⅱ型裂纹、Ⅲ型裂纹相比,Ⅰ型裂纹应力强度因子最大,从齿面到裂纹深度方向,其值逐渐减小;随载荷、裂纹长度、裂纹宽度以及初始裂纹距齿宽中心位置的距离等因素的增大,裂纹扩展剩余寿命都随之减小。

阐述了基于机器视觉的图像采集方法及其在多个领域中的应用;介绍了图像处理技术,以齿轮齿面为例,给出了各个方法的处理结果示意图;对多种分类识别技术的特点和应用现状进行综述,并给出了基于卷积神经网络的轴承表面损伤识别案例;最后,对机器视觉识别技术在机械传动领域,如齿轮齿面损伤识别方向的应用及发展趋势做出了展望。

以可倾瓦轴承-转子系统为基础,仿真计算分析了轴承跨距、轴径及轴承相关参数对轴承-转子系统临界转速的影响,为高速齿轮箱轴承-转子的优化设计提供依据。研究表明,跨距的影响与转速关系密切;轴径超过54 mm后,影响可忽略;间隙比、支点偏移及预负荷系数对1阶、2阶临界转速的影响趋势基本相同,关系曲线分别为线性、对数和指数形式。根据分析结果,设计了60000 r/min齿轮箱,轴承-转子系统通过空载试验,齿轮箱整体性能满足要求。

为增加齿轮箱承载能力,提高功率密度,解决齿轮传动中的大功率、大转矩、大传动比问题,设计了齿轮箱双支分扭传动系统。通过人字齿轮实现系统自适应均载分流传动,并通过膜盘挠性联轴器的变形补偿误差解决瞬态偏载问题。利用DyRoBeS软件建立了含有柔性联轴器的双分支分扭传动系统模型,并对系统模型进行转子动力学分析。结果表明,所设计的双分支分扭传动系统能够满足制造要求。

介绍了油膜涡动和油膜振荡的基本概念及主要特征,油膜振荡可能会造成机组的严重损坏,必须高度重视,及时处理。通过实际案例,对故障机组的频谱图、轴心轨迹及运行参数进行了分析,并指出了它们之间的关系。总结了处理油膜振荡问题的常用措施,为此类问题的诊断及处理提供了参考。

采用集中参数法建立人字齿行星齿轮传动系统纯扭转非线性动力学模型,考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、综合传动误差等激励对振动特性的影响。采用Runge-Kutta法对系统动力学方程组进行数值迭代求解,获得系统的稳态响应。相图借助庞加莱截面技术、频谱分析等手段分析系统的非线性响应形态,研究啮合阻尼对系统动态特性的影响。结果表明:人字齿轮传动系统在多源激励因素作用下表现出丰富的非线性动力学特性;适当增大啮合阻尼,系统由混沌运动状态转化为周期运动状态,系统的振动减弱,稳定性增强。

井下采煤机摇臂是采煤机械的核心设备,摇臂齿轮传动系统具有重载、齿轮传动难以润滑等特征,其工作可靠性对井下采煤安全和采煤经济效益具有重要影响。为此,针对某型摇臂齿轮传动系统故障特征,通过对传动齿轮断齿和点蚀、轴承磨损和胶合等部位的失效分析,以及润滑油的物理特性试验测试分析,揭示其故障机理。研究结果表明,选用润滑油的物理特性对传动系统具有重要影响,如果其选用和维护不当,易导致润滑油运动黏度无法满足润滑需求,从而引起传动系统发热量过大,造成轴承破坏,齿轮局部过载,发生齿面点蚀和局部断齿,进而导致摇臂齿轮传动系统失效。研究工作为重载齿轮传动系统设计、使用和维护提供了十分有价值的参考。

高速齿轮传动技术与装备应用广泛。简述不同情况下高速齿轮传动装置的应用特点、发展现状以及趋势,分析了我国能源、化工等领域高速齿轮传动发展中面临的问题和挑战,提出应对措施的建议,为我国高速齿轮传动技术与装备的研究发展提供参考。