Le motif de contact des engrenages, en tant qu'indicateur visuel essentiel des performances de mise en maillage des paires d'engrenages, reflète directement la répartition de la charge sur les surfaces des dents.caractéristiques de vibration et de bruitDans cet article, la théorie de base, les méthodes de mesure et les applications techniques pratiques des motifs de contact,fournir des références précieuses pour les ingénieurs.

1Théorie de base du contact des engrenages

1.1 Définition et connotation physique

Un motif de contact fait référence à la répartition projetée de la zone de contact réelle sur la surface des dents lors du maillage des engrenages.

Je suis en train d'essayer de trouver une solution.

où p ((x,y) représente la répartition de la pression de contact sur la surface de la dent et p_threshold désigne le seuil de rendement du matériau de contact.

Le schéma de contact est caractérisé par trois éléments clés:

Forme géométrique: typiquement elliptique, en forme de bande ou localisée.

Proportion de surface: proportion de la surface de contact réelle par rapport à la surface de contact théorique.

Distribution de la pression: présente généralement une distribution en forme de selle, la pression maximale apparaissant à la crête et à la racine des dents.

1.2 Mécanisme de formation

La formation des motifs de contact est influencée conjointement par des facteurs tels que la microgéométrie de la surface dentaire, les conditions de charge, la déformation élastique et l'état de lubrification.l'analyse pondérée des facteurs d'influence est la suivante::

Modification de la surface des dents: 45%

Erreur de montage: 30%

Magnitude de la charge: 15%

Propriétés du matériau: 10%

2. Méthodes de mesure du modèle de contact des engins

2.1 Méthodes de mesure statique

(1) Méthode de coloration (méthode du bleu prussien)

Étapes de mise en œuvre:

Appliquer un débloqueur d'une épaisseur de 5 à 10 μm (un mélange d'huile de moteur et d'huile bleue de Prusse) à la surface des dents.

La paire de vitesses doit être utilisée en l'absence de charge pendant 3 à 5 tours.

Paramètres techniques:

Résolution: 50 μm

Plage de température applicable: -10 °C à 80 °C

Une étude de cas sur une boîte de vitesses automobile a montré une erreur de répétabilité de < 8%.

(2) Méthode du papier au carbone

Application innovante:

En adoptant des films de papier carbone revêtus de poudre de carbone, cette méthode permet d'atteindre une sensibilité à la pression de contact de 0,1 MPa et peut identifier des anomalies de contact de 0,05 mm lors des essais d'équipement d'aviation.

2.2 Technologies de mesure dynamique

(1) Méthode de mesure de la contrainte de résistance

Disposition des capteurs: la surface de la dent est divisée en une grille de 5 (axial) × 20 (circonferentielle) = 100 points de mesure.

Taux d'échantillonnage: ≥ 10 kHz

Un essai de boîte de vitesses d'une éolienne a révélé que les formes de contact dynamique sont 15% à 20% plus petites que les formes statiques.

(2) Méthode de réflexion par ultrasons

Avantages techniques:

Mesure sans contact

Résolution: 0,01 mm

Vélosité de rotation mesurable maximale: 10000 tr/min

L'erreur d'essai est < 3% lors des mesures de la boîte de vitesses à grande vitesse.

(3) Méthode de thermographie infrarouge

Paramètres caractéristiques:

Résolution de température: 0,03K

Précision du positionnement thermique: ± 0,5 mm

Capable d'afficher en temps réel le processus de migration des modèles de contact.

2.3 Comparaison des normes d'essais

3Applications techniques du modèle de contact des engrenages

3.1 Optimisation de la modification des engrenages

Étude de cas de matériel d'aviation:

Problème: le contact avec le bord a provoqué une vibration excessive.

Les solutions:

Améliorer la modification du tambour de 8 μm à 15 μm.

Appliquer un soulagement de l'extrémité de la dent de 0,02 mm.

Effets:

La surface de contact a augmenté de 35%.

Le bruit est réduit de 6 dB.

3.2 Diagnostic des erreurs de montage

Les modes de défaillance typiques des boîtes de vitesses des éoliennes:

Une unité d'éolienne de 5 MW a détecté une déviation axiale de 0,12 mm grâce à une analyse de contact, et la durée de vie a été prolongée de 3 ans après ajustement.

3.3 Modèle de prévision de la durée de vie

L'équation de corrélation entre le schéma de contact et la durée de vie est la suivante:

L10 = C·(Aeff/Anom) ^(-3.3) ·(pmax/pH) ^(-10.5)

où Aeff est la zone de contact efficace et pH est la pression de contact en Hertz. La vérification dans une boîte de vitesses de machines de construction a montré une erreur de < 15%.

4Résumé et tendances futures

4.1 Solutions aux défis de l'ingénierie

4.2 Tendances de développement à venir

Systèmes de surveillance en ligne: intégration de la fusion multi-paramètres tels que la contrainte, la température et les vibrations.

Analyse à l'échelle micro: technologie d'observation des modèles de contact à l'échelle nanométrique.

Régulation intelligente: compensation des modifications en temps réel basée sur des jumeaux numériques.

Suivi de la durée de vie complète: base de données de l'évolution des modèles de contact de la fabrication à la démolition.

Les tests de contact sont en train de passer de l'inspection de l'échantillonnage hors ligne au contrôle de la qualité de l'ensemble du processus.la taille du marché mondial des équipements de détection des motifs de contact des engins atteindra 1Cette technologie traditionnelle gagne une nouvelle vitalité à l'ère de la transformation numérique.