轨道交通牵引齿轮齿面接触分析及修形优化

为了研究主、从动齿轮皆采用圆锥滚子轴承两端支撑结构的齿轮齿面接触状态,本论文以某轨道交通齿轮传动系统为例,建立传动系统Romax仿真模型。通过齿面接触应力分析,发现在该结构下齿轮仅采用鼓形修形时齿面存在较严重偏载,齿面最大接触线载荷达到1 008.5 N/mm,采用增加齿向斜度修形优化方案后,仿真结果表明偏载现象明显改善,齿面接触居中,最大接触线载荷仅为582.74 N/mm,较优化前下降了42.2%,主动齿轮齿面接触强度提高到一般可靠度,弯曲安全系数达到高可靠度,满足设计要求。最后在试验台上加载测试,验证了采用优化方案的齿轮齿面接触均匀。     

韶山8型机车齿轮联轴器几何接触状态及静力分析

本文采用逐点分析计算法，对韶山８型机车大功率齿轮联轴器的修形、齿面接触点轨迹及受力情况进行了分析，明确了各工况下轮齿的静力状态及齿面间隙量分布，可以确定修形方式及齿厚减薄量的合理性及干涉等问题，为机车用齿轮联轴器的设计工作提供了理论计算依据。     

HX_D1型机车驱动装置主动齿轮齿向修形的研究

详细介绍了影响HXD1型电力机车驱动装置主动齿轮齿向修形的主要因素及其理论计算公式,指出影响主动齿轮轮齿两侧不等边修形的主要因素是通过轴箱轴承作用在轴颈上的机车重量和牵引力对车轴弯曲变形的影响,并与进口主动齿轮齿向修形的实测值进行比较,得到了比较合理的主动齿轮齿向修形理论值。     

机车牵引齿轮强度计算及齿向修形方法研究

根据GB 3480—1997标准采用Excel表格编制了齿轮强度计算程序,并分析了机车主动齿轮齿向修形的2种不同形式。     

DF4C机车从动齿轮齿面剥落分析

分析了DF4C机车从动齿轮在中频感应淬火时，在感应器进出齿沟处的齿面出现无硬化层的软区，致使齿轮齿面出现剥落的原因，并提出了改进措施。     

铁道科学研究院2005年科技成果简介(续四)

31 机车车辆车轮剥离原因分析及改进对策的研究 在大量现场统计分析的基础上，结合实际运用的特点，对典型样品进行车轮剥离的失效分析，指出机车车辆车轮剥离有4种类型：制动剥离、接触疲劳剥离、局部擦伤剥离、局部接触疲劳剥离。在同一失效车轮上可能存在上述剥离类型的1种或几种。制动剥离一般发生在踏面闸瓦制动的车轮上，是车轮踏面热机械损伤的主要表现形式，研究表明，它主要以制动热裂纹和马氏体碎裂2种形式出现。接触疲劳剥离指的是在轮轨接触应力作用下导致轮轨接触面表层金属塑性变形及疲劳裂纹萌生和发展的破坏方式。     

不同辐板结构对机车牵引齿轮齿面接触影响分析

将机车牵引齿轮辐板结构分为刚性辐板、薄直辐板和薄斜辐板3种结构,采用Romax仿真软件建立机车驱动系统模型进行了齿面接触分析和加载试验。仿真和试验研究结果表明,不同辐板结构对机车牵引齿轮齿面接触应力有不同影响。刚性辐板结构齿轮受载后由于辐板几乎不变形,齿轮啮合错位量最大,齿面接触应力也最大;直薄辐板结构齿轮受载后,齿轮啮合错位量略小,因此齿面接触应力也略小于刚性辐板结构;而薄斜辐板结构齿轮受载后辐板变形较大,使齿轮啮合错位量在三者中最小,从而显著降低齿面接触应力,提高了齿轮强度和寿命。     

弧齿准双曲面齿轮啮合接触冲击有限元仿真分析

针对有限元方法分析螺旋锥齿轮工作中的啮合接触冲击行为,以一对弧齿准双曲面齿轮为例,通过VB控制CATIA的二次开发实现弧齿准双曲面齿轮的虚拟加工,用NURBS曲面函数重构齿面获得可供有限元分析的弧齿准双曲面齿轮的几何模型;通过ABAQUS分析这对齿轮的啮合接触冲击行为.结果表明:在齿面接触区上的任一点的接触压强呈周期变...     

齿轮的概率可靠性设计方法研究

基于齿轮强度计算标准及应力、强度干涉理论,建立了齿轮的可靠度计算模型,该模型包括了齿轮弯曲疲劳、齿面接触疲劳、齿面胶合的计算模型.同时对齿轮3种主要失效的相关性进行了研究,并就其相关性的可靠度进行了计算,为齿轮的设计、制造、维护提供参考依据.     

基于修形的齿轮啮合接触特性研究

齿面啮合接触区域特性是评定齿轮啮合接触特性的重要技术指标.本文介绍了齿面啮合接触区域及轮齿修形的基本原理,以一对渐开线斜齿圆柱齿轮为例,利用MASTA软件对牵引齿轮进行了齿面啮合接触区域的TCA仿真分析研究,比较探讨了轮齿修形因素的改变对牵引齿轮齿面啮合接触区域的内在影响规律,最后通过加载接触试验的方法验证了TCA仿真分析结果的可靠性.     

十字端齿盘在机车驱动系统中的应用研究

介绍十字端齿盘在机车驱动系统中的应用,并系统阐述了十字端齿盘的结构特点,主要参数的选择原则,齿形强度计算和齿面接触应力.在ANSYS中建立十字端齿盘的有限元模型,在机车启动和极限两种工况下进行端齿的强度分析.通过分析端齿的Von-Mises应力和齿面接触应力,得出齿根内侧的Von-Mises应力较大,最大值在右侧第二个齿的内侧角点.齿面上下边缘的接触应力比中间大,齿面内侧比外侧大,但均在材料的许用应力范围内.     

基于有限元法的渐开线斜齿轮接触强度分析

文章以高速动车组传动斜齿轮副为例,分析了斜齿轮在传动过程中的齿面应力分布,并用有限元分析软件Workbench计算了不同刚度系数下的齿轮接触应力。将有限元分析结果与解析法计算出来的结果进行对比分析,验证有限元计算方法的有效性和可靠性。所进行的研究工作对渐开线斜齿轮副设计具有重要的参考价值。     

基于有限长线接触的圆柱滚子接触应力分析

以圆柱滚子接触平面滚道为研究对象，利用有限长线接触算法计算了不同修形方式影响下的滚子接触应力。首先给出了4种圆柱滚子的修形公式，然后建立了有限长线接触应力分析模型，通过实例计算，对比分析了受载后圆柱滚子接触应力的分布情况。结果表明：有限长线接触应力分析模型能够很好应用于弹性接触问题的数值计算，特别是应用于滚子修形条件下的应力分析；给滚子施加一定的载荷后，直母线滚子在端部出现了严重的应力集中现象，极易引起轴承材料的疲劳破坏，其他修形方式均存在不同程度的应力分布缺陷；只有对数修形滚子在长度方向上应力均匀分布，没有出现应力集中点，充分利用了滚子的有效长度，是最有利于承载的修形滚子。     

30t轴重重载列车轮轨法向接触应力分析

轮轨接触应力对轮轨磨耗和滚动接触疲劳影响较大,因此精确计算轮轨接触点与接触应力非常重要。本文基于重载铁路轮轨标准型面,利用改进的轮对轴向切片投影法,准确找到轮轨多点接触。引入弹性压缩量,找到接触斑,利用一种精确计算轮轨接触应力的方法求得轮轨法向接触应力,并考虑轮轨摇头角和侧滚角的影响。结果表明:该方法在寻找轮轨多点接触与计算轮轨接触应力时结果较为准确、直接和全面;轮轨接触斑随着轮对横移和摇头角变化,呈现非椭圆形状;一侧车轮轮缘和轨距角处接触,曲率半径较小,轮轨法向接触应力最大值可达3 400MPa,而另一侧轮轨的法向接触应力均小于2 000MPa。在轮对横移量为0~3mm时,摇头角的增加使右轮轨接触斑面积减小,相应的接触应力增大;在轮对横移量为4~9mm时,摇头角的增加使右轮轨接触斑面积增大,相应的接触应力减小;摇头角的增加对左轮轨接触状态有利,但影响不明显。     

兆瓦级风电齿轮微点蚀的研究

由微点蚀造成的风电齿轮失效已经在国外引起了足够的重视,并纷纷采取各种措施以提高齿面抗微点蚀的能力,但国内目前对此研究很少。文中阐述了微点蚀的产生机理及危害,介绍了微点蚀的计算方法和提高齿面抗微点蚀的措施,并对某兆瓦级风电齿轮进行了微点蚀计算和分析。     

铁路车轮、轮箍踏面剥离的类型及形成机理

由车轮和轮箍生产厂按产品供货技术条件交货的铁路车轮和轮箍，在使用中通常会发现或发生各种不同类型的失效，主要反映在磨耗、疲劳裂纹、剥离、掉块、崩块、崩箍等。从目前国内车轮、轮箍运用情况来看，踏面剥离现象占了失效的绝大多数，从国外的运用现状来看也是如此。车轮=轮箍踏面剥离是一个比较复杂的失效种类，导致其剥离的因素很多，无论是车轮、轮箍材质本身，还是运用工况的变化或机车车辆的结构设计等方面缺陷，均有可能导致剥离现象的产生，因此，正确判别剥离失效的特性，找出产生剥离的主要原因，对指导现场进行正确的预防，保证机车车辆的安全行驶具有重要意义。本文运用失效分析手段，根据各种典型剥离现象的宏观和微观形貌特征，总结出车轮、轮箍踏面剥离的四种类型（接触疲劳剥离、局部接触疲劳剥离、制动剥离、局部擦伤剥离），其中对制动剥离提出了它的两种产生方式（制动热裂纹和马氏体碎裂），本文对每种剥离类型均配有实物宏观和微观金相照片加以说明，指出了各自的宏观形貌表现特征，并对其各自的形成原因进行 了机理上的分析和探讨。需要说明的是，在实际运用过程中，很可能在同一个车轮或轮箍上同时出现文中所提的两种或两种以上的剥离类型，这时就需要根据经验和各种失效形态的表现程度及相关数据，进行进一步的分析和判定。     

某普速铁路曲线钢轨纵向剥离掉块成因分析

针对某条普速铁路下行曲线上股钢轨服役初期出现纵向剥离掉块问题,现场观测3个半径为400 m的曲线钢轨,测量钢轨表面状态及磨耗情况,分析曲线上股钢轨的接触状态及受力,讨论伤损原因。结果表明,形成曲线上股钢轨纵向剥离掉块伤损的原因是轨距角鱼鳞纹和轨面纵向裂纹边界区域接触应力较大且分布集中。该线路下行曲线上股钢轨出现的早期接触疲劳伤损,和钢轨磨耗速率、润滑时机、曲线超高、列车通过速度等因素相关。     

重载机车传动系统端齿静强度应力仿真分析

为了准确模拟重载机车传动系统中端齿的应力分布,基于ANSYS有限元分析软件建立端齿的三维模拟模型,分别对端齿在各个工况运行时的接触应力和齿根弯曲应力进行了仿真分析,为端齿的设计提供理论依据。计算结果表明,端齿的弯曲及接触强度满足设计要求。     

动车组车轮踏面滚动接触疲劳安全评估研究

正动车组车轮在运用过程中,受轮轨接触应力、线路条件、车轮性能和车轮质量等因素的影响,车轮踏面会产生剥离现象,主要表现为圆周和局部的滚动接触疲劳剥离,宏观上呈现鱼鳞状裂纹、龟状裂纹和金属掉块剥落等状态,会对铁路的运营安全造成严重影响。目前针对国内动车组车轮滚动接触疲劳的损伤机理及研究较多,但针对滚动接触疲劳安全评估的研究很少。本文将基于动车组车轮滚动接触疲劳试验,对车轮踏面出现的滚动接触疲劳损伤进行安全评估。     

大型行星齿轮磨削烧伤分析及预防措施

通过对大型工程机械走行齿轮箱中的行星齿轮渗碳、淬火及磨齿后的齿面回火烧伤进行分析,得出烧伤后组织发生改变,在表层以下0.08 mm范围内形成了回火层,导致齿面硬度大幅降低;并从砂轮砂粒直径的选择、磨削进刀量、切削液喷射流量以及热处理工艺等方面阐述了如何防止齿轮齿面的磨削烧伤。