齿轮断齿故障虚拟维修决策方法
齿轮机构常见的损坏形式及修复
齿轮机构常见的损坏形式及修复
齿轮机构是机械传动系统中常见的一种传动形式，由于齿轮机构常常承担大量的传动负荷，因此在使用过程中会出现不同的损坏形式。
以下是齿轮机构常见的损坏形式及修复方法：
1. 齿轮磨损：由于齿轮轮齿在传动过程中不断摩擦，长时间使
用容易出现磨损现象。
为修复齿轮磨损，可以采用磨削或更换齿轮的方法。
2. 齿轮断裂：齿轮在承受过大的负荷时容易断裂。
修复时可以
采用焊接或更换齿轮的方法。
3. 齿面损坏：齿面损坏是指齿轮齿面出现裂纹、剥落等损伤，
这种损坏形式常常由于不当的使用或者是质量问题导致。
修复齿面损坏可以采用加工或更换的方法。
4. 齿轮变形：齿轮在受到过大的负荷或者在高温环境下容易发
生变形。
修复齿轮变形可以采用加工或者更换的方法。
以上是齿轮机构常见的损坏形式及修复方法，需要注意的是，在修复齿轮机构时应该根据实际情况选择合适的修复方法，以确保齿轮机构的正常运行。
- 1 -。
齿轮故障动力学仿真matlab-概述说明以及解释
齿轮故障动力学仿真matlab-概述说明以及解释1.引言1.1 概述齿轮是机械传动中常用的零部件，其在各种机械设备中起着至关重要的作用。
然而，由于工作环境的恶劣以及长期使用的磨损，齿轮可能出现故障，导致机械设备的性能下降甚至损坏。
为了更好地理解齿轮故障的动力学特性，可以通过仿真技术来模拟和分析齿轮系统的运行状态，并及时发现潜在的故障点。
本文将介绍齿轮故障动力学仿真在MATLAB中的应用，通过分析齿轮系统的动态特性，探讨不同故障模式对系统性能的影响，从而为齿轮故障诊断和预防提供有益的参考。
通过本文的研究，我们希望能够加深对齿轮故障动力学的理解，提高齿轮系统的可靠性和安全性。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构包括以下几个部分：1. 引言：介绍文章的背景和研究意义，引出文章的主题和研究内容。
2. 正文：分为两个部分，分别是齿轮故障动力学简介和MATLAB在齿轮故障动力学仿真中的应用。
在齿轮故障动力学简介部分，将介绍齿轮故障动力学的基本概念和原理，为读者提供必要的背景知识。
在MATLAB 在齿轮故障动力学仿真中的应用部分，将详细介绍MATLAB在该领域的具体应用及其优势。
3. 结论：总结文章的主要内容和研究成果，对研究进行评价和展望未来的研究方向。
通过以上部分的内容安排，读者可以清晰地了解整篇文章的主要结构和内容安排，帮助他们更好地理解和阅读文章。
1.3 目的本文的主要目的在于探讨利用MATLAB进行齿轮故障动力学仿真的方法和技术。
通过对齿轮系统中可能出现的不同故障情况进行建模和仿真，我们可以更好地理解齿轮系统的运行机理，并且能够快速有效地诊断和解决齿轮故障问题。
同时，本文也旨在为工程师和研究人员提供一个基于MATLAB的齿轮故障动力学仿真平台，帮助他们更好地分析和优化齿轮系统的性能，推动齿轮传动技术的发展和应用。
通过本文的研究，我们希望能够为齿轮系统的设计、运行和维护提供更加有效的工程解决方案，提高齿轮系统的可靠性和稳定性。
回转支承断齿轮分析及解决措施探析
回转支承断齿轮分析及解决措施探析回转支承是大型机械设备中常用的一种关键零件，主要用于支撑和承载旋转运动的部件。
断齿轮是指回转支承中的齿轮出现断裂或损坏的情况。
本文将对回转支承断齿轮的原因进行分析，并提出解决措施的探析。
回转支承断齿轮的原因可以归纳为以下几点：负载过重。
回转支承是承载旋转运动的重要部件，如果负载过重，会使得齿轮受到过大的压力，导致断裂。
例如在建筑机械中的回转支承，在进行重型物体的转动时，会增加齿轮的负载，如果超出了其承载能力，则会导致齿轮断裂。
齿轮制造质量不过关。
齿轮是回转支承的核心部件，其制造质量直接影响到回转支承的使用寿命。
如果齿轮的材料、热处理工艺等制造工艺不过关，会导致齿轮材料的强度不够，或者表面硬度不达标，造成齿轮疲劳断裂。
齿轮长时间使用而未进行维护。
回转支承作为机械设备中的关键部件，长时间的使用会造成齿轮磨损、腐蚀等问题。
如果没有及时进行维护保养，会使得齿轮表面变得粗糙，增加了齿轮的摩擦和磨损，导致最终断裂。
针对回转支承断齿轮的问题，可以采取以下解决措施：合理设计。
在设备设计阶段，应该根据实际使用条件和负载要求，合理设计回转支承的结构和齿轮的尺寸。
通过优化设计，提高回转支承的负载能力，减小齿轮断裂的风险。
选择合适的材料和工艺。
在齿轮的制造过程中，应选择高强度、耐磨损的材料，并采用适当的热处理工艺，提高齿轮的强度和硬度，增加其使用寿命。
进行定期维护。
回转支承使用一段时间后，应定期进行维护保养，清洁齿轮表面的污垢，润滑齿轮表面，及时发现并修复齿轮的磨损和腐蚀问题，确保回转支承的正常运转。
回转支承断齿轮是一种常见的故障现象，其原因主要包括负载过重、齿轮制造质量不过关和长时间未维护等。
在解决这一问题时，应合理设计、选择合适的材料和工艺，并定期维护保养，以提高回转支承的可靠性和使用寿命。
齿 轮 断 齿 分 析
齿轮断齿分析郑州机械研究所罗强那凤玲林彤齿轮是一种复杂的机械零件，它的参数设计、材料热处理、强度计算、制造工艺、精度检测以及安装调试等等都是较为复杂的，而这一系列工作过程控制的是否严格，都对齿轮的工作质量，如强度、噪声寿命等有很大的影响，特别是有些项目控制的好，强度和寿命可成倍的提高；控制的不好，则成倍的下降。
下面就我们所遇到的具体问题做一分析。
某汽车变速箱常啮合及五档齿轮在工作中出现了断齿问题。
使用时间：一般为一万公里左右。
断口清洗后观察为超前疲劳断裂，断齿部位在齿根圆角过渡处。
一、齿轮参数五档：Dp=11 常啮合：Dp=11an=17.5︒an=17.5︒β=29︒4ˊ11"β≈25︒ha x>1 ha x>1Z1=51 Z2=21 Z1=51 Z2=21二、齿轮的材料及热处理齿轮采用20CrMnTi低碳合金钢，这种材料用于小截面的渗碳淬火齿轮性能较好。
原始材料：σb≥1979N／mm2。
σs≥883N／mm2δ≥8％ψ≥50 ak≥78.5J/cm2对齿轮的热处理要求，图纸标注为：渗碳层深0.7~1.1 表面硬度：HRC58~63心部硬度：HRC30~43经检测齿轮内在质量报告见附录1三、精度检测在PFSU1200渐开线检查仪上，测齿轮的齿形公差及齿向公差，检测曲线见附录2。
参考被测齿轮的剃前滚刀图，并在投影放大仪上，实测齿轮的齿根圆角半径r≈0.15mm （0.3~0.4mm）。
四、强度计算中载荷的确定该车发动机最大功率为了70.6KW，最大输出扭矩为245N．m，使用条件多为使用者超载运输。
该车马力大，速度高有超载的可能，这就给超载使用提供了条件。
所以本计算以最大扭矩在发动机转速为2200rpm时计。
强度计算使用GB3480—83“渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法”的计算机软件进行，至于其它输入参数及运算结果均显示于附录3的打印结果中。
需要说明的是，附录中的两打印结果是分别用不同的齿根圆角半径r＝0.15mn和r＝0.42mn进行计算的。
齿轮断齿故障特征
齿轮断齿故障特征齿轮作为机械传动中常见的元件之一，在使用过程中可能会发生一些故障，其中断齿故障是比较常见的一种。
断齿故障通常指的是齿轮齿面上出现齿齿之间的齿元素突然断裂或齿面顶部丢失的现象。
断齿故障会导致传动系统的功能性能下降，造成设备损坏和停机，严重时还可能引起事故。
齿轮断齿故障的特征可以分为以下几个方面：1. 声音异常：齿轮断齿故障通常会导致传动系统运行时发出异常的声音，这是由于断齿部位受到载荷作用、齿面不规则摩擦等因素引起的。
这些异常声音通常表现为噪音、刺耳的金属碰撞声等。
2. 振动加剧：齿轮断齿故障会导致传动系统的振动加剧，尤其是在齿轮断齿部位附近。
这是由于断齿造成的不平衡载荷、齿面破损引起的摩擦不平滑、齿槽失效等。
振动加剧不仅会加速齿轮过早磨损，还会对整个传动系统的稳定性和工作效率产生负面影响。
3. 温升明显：断齿故障会导致传动系统的温升明显增加。
这是由于断齿造成传动系统工作时产生的额外能量损耗，从而引起齿轮温度的升高。
齿轮温升的增加会导致齿面的热变形和材料的疲劳，进一步加速齿轮的损坏。
4. 齿面破损：断齿故障会导致齿面出现不同程度的破损。
这些破损通常表现为齿面的剥落、裂纹、烧伤等。
这是由于断齿部位承受了过大的载荷或产生了局部过热，从而导致齿面材料的结构破坏。
5. 金属碎屑：齿轮断齿故障还会导致金属碎屑的产生。
这些金属碎屑通常会随着润滑油一起被带走，并在润滑系统中积累。
通过对油液中的金属碎屑进行分析，可以判断出齿轮的断齿故障程度和类型。
以上就是齿轮断齿故障的一些典型特征。
当我们在使用设备过程中发现这些特征时，应尽快停机检修，找出故障原因，并采取相应的措施进行修复，以保证传动系统的正常运行和设备的安全性能。
在平时的维护保养中，也要注意定期检查齿轮的磨损情况，及时更换和修复已损坏的齿轮，以延长设备的使用寿命。
齿轮常见失效原因及维修办法
在机械设备的传动部分，齿轮通常是作为一种变速传动零部件。
因此在我国的机械设备中，齿轮是一种不可替代的传动零部件。
伴随着现阶段我国机械设备对于齿轮的应用范围越来越大，齿轮制作以及发展也是非常的迅速。
但是在实际的设备运行过程中，齿轮往往会由于一系列的原因出现失效问题。
根据相关部门的统计，机械设备的故障中有近一半是由于齿轮失效造成的。
基于上述的情况，我们要对齿轮失效的原因给予详细的分析和处理，选择最优化的维修方法进行齿轮失效维修，保障机械设备的正常运行。
1 、机械设备中的齿轮失效主要原因关于机械设备中的齿轮失效主要原因的阐述以及分析，文章主要从三个方面进行分析以及阐述。
第一个方面是齿轮折断造成的齿轮失效。
第二个方面是齿轮齿面出现损坏造成的齿轮失效。
第三个方面是其他问题造成的齿面失效。
下面进行详细的论述以及分析。
1.1 齿轮折断造成的齿轮失效在实际的应用过程中，齿轮失效中的齿轮折断根据不同的齿轮形式有不同的折断原因。
全齿轮折断通常情况下出现在直齿轮的轮齿处；局部齿轮折断通常出现在斜齿轮以及锥齿轮的轮齿处。
下面作具体的分析。
1.1.1 在齿轮运行过程中会因为过载出现齿轮折断由于过载导致的齿轮折断，在齿轮的折断区域会出现放射状放射区域或者是人字的放射区域。
在通常情况下齿面断裂的放射方向和断裂的方向是平行的。
断面放射中心就是贝壳纹裂的断面断口。
齿轮出现过载折断的主要原因是齿轮在较短的时间内承载的外界压力远远大于齿轮本身的最大压力，过大的压力造成了齿轮强度变低，出现折断的问题。
同时导致齿轮出现折断的原因还有很多，例如齿轮的加工精度不符合要求；齿轮的齿面表面太粗糙和齿轮的加工材质本身存在缺陷等。
1.1.2 在齿轮运行过程中会因为疲劳出现齿轮折断齿轮因为疲劳出现的折断，齿轮断口有三个区域。
第一个区域是断裂源区；第二个区域是疲劳扩展区域；第三个区域是瞬间折断区域。
齿轮出现疲劳折断主要是因为齿轮在一个区域多次承受外界压力，特别是弯曲压力，这样会导致齿轮在齿根处出现变形，一旦外界受力超出了齿轮的齿面疲劳极限，就会发生齿轮折断。
三轮车后桥齿轮坏了的维修方法
三轮车后桥齿轮坏了的维修方法三轮车后桥齿轮坏了是比较常见的问题，如果不及时维修，会对车辆的使用产生很大的影响。
本文将为大家介绍三轮车后桥齿轮坏了的维修方法，希望对大家有所帮助。
首先，我们需要了解一下三轮车后桥齿轮的组成结构和工作原理。
三轮车后桥齿轮主要由齿轮、带动轴、主轴、轴承等部件组成。
当三轮车行驶时，通过传动装置将动力传递给后桥，然后后桥通过齿轮传递给后轮，使车辆行驶。
由于传动中间的齿轮承受着较大的力和磨损，所以容易出现齿轮损坏的情况。
三轮车后桥齿轮损坏的原因主要有以下几个方面：1.使用时间过长：三轮车使用一段时间后，由于外界环境的影响和使用磨损，后桥齿轮容易损坏。
2.使用方法不当：如果驾驶者在使用过程中启动或者刹车过于急剧，或者在起步时换挡不准确，会对后桥齿轮造成冲击，加速齿轮磨损。
3.质量问题：如果三轮车后桥齿轮本身存在质量问题，如材料选用不当、工艺不合理等，也会导致齿轮损坏。
出现三轮车后桥齿轮损坏的情况，我们可以采取以下的维修方法：第一步：检查齿轮受损的程度如果仅仅是齿轮轻微磨损或者有断裂的个别齿，则可以进行修复。
但是如果齿轮严重损坏，或者齿轮的整体性能出现问题，则需要更换齿轮。
第二步：拆卸后桥首先，将车辆提升至适当的高度，使后桥能够离地，并使用合适的工具将车轮卸下。
然后使用扳手和扳手套等工具，将连接后桥的部件逐一拆卸下来，最后将整个后桥从车辆上取下。
第三步：清洗和检查齿轮将取下的后桥放置在工作台上，用清洁剂将齿轮表面的油污和灰尘清洗掉。
然后，使用放大镜或者显微镜等工具仔细检查齿轮的表面，看是否有明显的损坏或者磨损。
第四步：修复或替换齿轮如果齿轮仅仅是轻微磨损或有个别齿断裂，可以使用磨砂机或锉刀等工具将齿轮的表面修复平整，并使用焊接设备焊接断裂的齿。
然后，再次清洗齿轮，并使用润滑油对其进行润滑处理。
如果齿轮的损坏程度较重，或者整个齿轮的工作性能出现问题，则需要将齿轮更换。
可以根据齿轮的类型和规格，购买合适的齿轮进行更换。
农机大齿轮断裂焊接修复方案
农机大齿轮断裂焊接修复方案农机大齿轮是农业机械中的重要部件，用于传递动力和转动力量，保证机械的正常运转。
然而，由于长期使用、工作负荷过大或者材料质量不好等原因，大齿轮有可能会出现断裂现象。
大齿轮断裂会导致农机无法运转或者运转不平稳，严重影响农业生产和效率。
为了解决这个问题，可以采用以下的焊接修复方案。
1.确定断裂原因：在进行焊接修复之前，首先需要确定大齿轮断裂的原因。
是由于材料质量问题导致断裂，还是由于长时间工作负荷过大疲劳导致断裂。
不同的断裂原因需要采取不同的焊接修复方案。
2.清洁断裂面：断裂面需要进行清洁，去除油污和杂质，以便焊接时能够获得更好的焊接质量。
使用溶剂或者汽油进行清洗，然后用砂纸磨光断裂面。
3.去除裂纹：如果断裂面上有裂纹，则需要使用切割机将裂纹部分切除，以确保焊接的牢固性和可靠性。
4.选择适合的焊接材料：对于大齿轮的焊接修复，需要选择适合的焊接材料。
一般来说，可以选择与大齿轮相似的材料进行焊接，以确保焊接的密合性和强度。
5.选择适合的焊接方法：对于大齿轮的焊接修复，可以选择手工电弧焊、气焊或者激光焊等不同的焊接方法。
根据具体情况选择合适的焊接方法，以确保焊接质量。
6.预热和后热处理：在进行焊接修复之前，需要对大齿轮进行预热。
预热能够减小焊接过程中的应力和变形，提高焊接质量。
焊接完成后，还需要进行适当的后热处理，以提高焊接接头的强度和韧性。
7.进行焊接修复：在大齿轮断裂的位置进行焊接修复。
采用合适的焊接方法和材料，确保焊接的牢固性和可靠性。
同时，需要注意焊接的质量和焊接的位置，以保证大齿轮的正常运转。
8.测试和检验：焊接修复完成后，需要进行测试和检验。
可以进行焊缝的目测检查、超声波或者射线检测，以确保焊接的质量和可靠性。
在进行大齿轮的焊接修复过程中，需要严格按照焊接工艺要求进行操作，保证焊接质量和焊缝的结合力。
同时，还需要根据实际情况选择合适的焊接方法和材料，以达到最好的修复效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（上接 169 页） 不能起动柴油机；同时因换向阀摇臂 10 不 能复位，无法切断压缩空气管路，导致压缩空气的持继作用 引起换向油缸中机油经换向阀上的气孔中溢出，如果此时你 用螺丝刀强制将换向阀摇臂复位，泄漏立刻停止，此便是倒 车油缸中机油异常泄漏的原因。
我们在详细分析了整个系统的结构，初步认为柴油机在 长期的工作过程中，它绝大部分的时间是在顺车方向上运行， 由于该柴油机是机旁操纵的原因，每次油门的调整都得转动
如果在计算机上采用虚拟现实技术，实时仿真齿轮的维修过 程、装配过程，便可为维修带来便利。断齿故障的虚拟维修 特性主要表现以下三点：
1．通过该项技术，可组织工人平时以在计算机上进行齿 轮故障维修培训。对变速齿轮箱在实际运行过程中因操作失 误带来的断齿故障进行分析、模拟预处理。虚拟维修技术可 以在计算机上提供一个实时、三维的虚拟环境，通过视觉、 听觉、触觉等效果，随着参与者的动作而变化场景，使人获 得身临其境的感觉。
知道了故障的原因，解决问题就很简单了，由于它是因 磨损不均匀引起偏心轴的不平衡，所以我们可以通过一定的 措施让它重新恢复平衡或对原来的不平衡进行补偿。在排除 这一故障时，我们用锉刀对换向阀摇臂右边的小缺口进行修 锉，将被扇形控制块顶住的部分用锉刀锉去，以补偿偏心轴 在倒车方向上的不平衡。反复多次进行，只到换向阀摇臂在 换向到位时能顺利脱开即可。后来，另一条船的 6135ACa3 柴油机也出现同类问题，采用这一方法也取得很好的效果。
1~2. [2] 马 麟，吕 川.虚拟维修技术的探讨[J].计算机辅助设计与
图形学学报，2005，17（12）：2729-2733. [3] 杨宇航，李志忠，郑 力.虚拟维修研究综述[J].系统仿真
学报，2005，17（5），2191~2195. [4] 屈梁生，何正嘉编著.机械故障诊断学[M].上海：上海科
维修又统称为修理，是指为保持或恢复机械产品和设备 的规定功能所采取的技术措施。产品的可维修性则是指已发 生故障的产品，在规定的时间内通过维修使之保持或恢复到 规定使用条件下完成规定功能的能力[1]。然而，传统的维修 性工作开展中存在一些问题，许多工作项目需要设计人员在 样机上或前期产品上模拟真实产品的维修过程来进行，如新 型齿轮减速器的开发前就是通过做样机来测试其功能。正是 由于这种对实物样机的需求，导致了工作项目开展的时间一 般比同期产品实时开发要滞后得多。同样，维修规程制订、 维修训练资料开发和完善等工作的开展时间会更晚一些，可 能要等到产品定型之后或者正式使用。因此，这种传统的、 受产品样机限制的工作方式不能尽早地发现产品设计中存在 的问题。有些与维修相关的问题甚至要等到产品投入使用之 后才暴露出来。这样，由于此时设计工作已接近尾声，很难 再对产品进行大的改进。
为了在产品设计初期更好地设计、评价产品的维修特性， 需要引入新的设计手段与方法。机器的虚拟维修技术正是适 应了维修业的发展需要而成功地运用到该领域。虚拟现实技 术，是一个由计算机软硬件和各种传感器构成的三维信息的 人工环境，即计算机模拟的三维环境[2~3]。在现代化船舶维修 过程中，由于作业周期越来越短，进行维修预演和仿真是必 要的。虚拟维修技术突破了设备维修在空间和时间上的限制， 可以实现逼真的反映设备拆装、故障维修等操作，提取生产 设备的已有资料、状态数据，检验设备维修后性能，以此评 价机械零件的维修性能。
齿 轮 箱 产 品 数 据 管 理 系 统 （P D M）
虚 拟 现 实 系 统 （V R）
修
齿
啮
故 虚维
改 维
轮 建 模
合 仿 真
障 拟修 诊 拆决 断 卸策
修 方 案
不行 断齿虚拟维修评价
实施维修作业
图 2 齿轮断齿虚拟维修技术结构图 三维建模是故障齿轮虚拟维修系统设计的核心，齿轮实 体模型的建立是整个虚拟维修训练系统的基础，模型在虚拟 维修训练环境下的有效表达是构建整个虚拟维修训练环境的 重要因素，而齿轮模型的维修装拆仿真和工作过程仿真是构 建整个系统的关键。因此，做好齿轮建模是进行可行性维修 的第一步。如今的三维造型软件都能实现，如美国 PTC 公司 的 Pro/Engineer Wildfire 软件，EDS 公司的 Unigraphics （简 称 UG）软 件 是目 前较为 先 进的 、面向 制 造行业的 CAD/CAE/CAM 大型高端软件。 齿轮啮合仿真是现代 CAE 技术应用到虚拟维修系统的一个 重 要 方 面 ， 通 过 现 代 有 限 元 仿 真 软 件 （ 如 ANSYS 、 MSC.Nastran、ABAQUS）可实现齿轮接触应力计算和弯曲应 力计算，动态虚拟仿真齿轮啮合处的应力分布，并校核齿轮强度。 同时，利用疲劳分析软件 MSC.Fatigue 对轮齿齿根弯曲疲劳寿 命进行仿真计算，并根据设计寿命计算出安全寿命系数。 齿轮故障诊断往往是通过建立专家系统来表达的。由知 识库、知识获取系统、推理机、数据库、人机接口和解释器 组成，通过推理的方式来解决问题，并且得到与专家相同的 结论[6]。知识库和推理机是一个专家系统的核心部分。专家 系统本质上是一个（或一组）计算机程序，它能借助人们的
174
中国水运
第 09 卷
以及时发现和修正设计中的不足， 提高齿轮箱在安装、调试、 运行阶段的可靠性。
二、齿轮断齿虚拟维修技术知识表述 从目前齿轮断齿维修实际来看，维修过程主要还是先找 出断齿源，确定断齿部位，拆下断齿齿轮部件并予以更换， 其实质就是一个拆卸、再装配过程。而齿轮箱维修好坏也是 一个拆卸、装配以及功能模拟的过程，尤其对齿轮箱这样的 整机部件，利用虚拟制造中的装配模块和功能模拟模块便可 实现以上过程[5]。齿轮断齿虚拟维修系统包括齿轮建模、啮 合仿真、故障诊断、虚拟拆卸、维修决策。其中齿轮建模、 故障诊断、虚拟拆卸、维修决策是系统的重要组成部分，通 常，齿轮维修是否达到规定的强度和精度要求，很大一部分 往往又与维修决策有关。其结构图如图 2 所示：
第9期
聂勇军等：齿轮断齿故障虚拟维修决策方法
175
整处理，也是可行的。 表 1 齿轮断齿维修决策（工艺）
维修决策
适用范围
1、堆焊 轮齿崩断
2、镶齿 受载不大、大模数、一个齿轮断齿
大齿轮部分断齿。在虚拟环境下做一个同型号的齿轮，切割 3、拼接
相同的一块，拼接起来。
1）堆焊区 2）焊接区
3）拼接区
图 4 齿轮断齿维修方法示意图 四、结语 齿轮断齿虚拟维修有利于工人们在作业前进行维修培训，对 齿轮箱断齿的故障进行分析、维修处理，即实现对齿轮箱“预作
方法 1）为堆焊法修复崩断齿轮，在焊前必须认真判别 断齿模式，对于断口面上的裂纹，特别是疲劳裂纹必须清根 至裂纹前沿，再予施焊。方法 2）为镶齿法修复断齿，对于 个别断齿，且该齿轮上其他轮齿完好，同时，工作中对该齿 轮精度要求不很高、负载不高、工作速度较低的情况下，可 用该方法修复。方法 3）为拼接法修复齿轮，当齿轮局部断 裂时，采用该方法。先气焊或锯 （或无齿锯）割去齿轮的损 坏部位，然后用专用工具使变形的齿轮恢复原形，再在另一 个不能修复的同样齿轮上取下需要的部分，或按缺口尺寸形 状用与原齿轮相同或相近材质的材料制成一部分齿环，焊到 缺口上。对局部断裂的轮齿，采用焊补修复工艺，焊后再光
第 09 卷 第 9 期 2009 年 9 月
中国水运 China Water Transport
Vol.9 September
No.9 2009
齿轮断齿故障虚拟维修决策方法
聂勇军，冯 伟
（广州航海高等专科学校 轮机系，广东 广州 510725）
摘 要：轮齿断齿是齿轮发生故障最高的一种形式，也是齿轮最严重的损伤形式。虚拟维修技术可进行断齿齿轮快
操纵盘从而使操纵轴朝顺时针方向转动，长期的作用导致驱 动换向阀摇臂复位的偏心轴 5 出现不均匀磨损，即偏心轴 5 在朝顺时针方向的一边磨损多一点而逆时针方向的一边磨损 少一点，这样，当进行倒车操作时，由于偏心轴在两个方向 上厚度不均匀，导致换向阀摇臂被卡在扇形控制块上而不能 回中，导致柴油机不能向倒车方向起动。
一、断齿齿轮虚拟维修特性
断齿是齿轮发生故障形式最高的一种形式，据国外抽样 统计的结果表明，断齿占齿轮的各种损伤形式总的 41%，同 时也是齿轮是最严重的损伤形式[4]。齿轮的断齿失效不仅会 造成生产设备完全停机，甚至导致人员伤亡事故。生产作业 对齿轮箱及齿轮的监测、检查和维修尤为必要。而一旦在生 产现场发生断齿，如何维修又是工人们面临的问题。因此，
速维修的“预作业”，模拟拆卸、维修过程；通过对齿轮断齿维修决策的探讨，针对不同的齿轮断齿形式，指出了
三种可行维修工艺，既堆焊法、镶齿法和拼接法，为虚拟维修作业提供参考。
关键词：齿轮断齿；故障；虚拟维修；维修决策
中图分类号：TH132.41
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2009）09-0173-03
知识采取一定的搜索策略并通过推理手段去解决某一特定领 域的困难问题，故障诊断专家系统结构如图 3 所示。
齿轮箱系统
检测系统
信号பைடு நூலகம்理
专家
图像处理
知识获取
故障症兆
知识库
推理机
解释器
人机交互界面
图 3 齿轮箱故障诊断专家系统结构图
齿轮虚拟装拆是整个维修作业的重要过程，通过该过程， 实现齿轮箱内部结构的了解，检查个零部件有无干涉现象。 因此齿轮虚拟装拆要建立一个齿轮工作条件的全过程的虚拟 装拆数据模型，即建立齿轮箱系统。该模型能够对维修过程 中的拆装作业进行分解。虚拟环境中产品拆卸是虚拟装配的 逆过程，并基于“装拆可逆”的假定，确定拆卸顺序与拆卸 路径，规划出若干个可行的装拆顺序，并通过自动优化决策， 得到最佳的装拆方案。而虚拟装拆技术是利用虚拟现实技术， 建立产品的虚拟环境，通过分析、可视化数据表示等技术帮 助工程师进行装配关系分析和工程决策。
图 1 齿轮箱模拟拆卸图 3．通过实施齿轮箱虚拟维修方案，为后期的新型齿轮箱 的设计提供参考，并在设计阶段就引入虚拟维修技术，则可