关键词： 直纹面   共轭小齿轮   齿面偏差   敏感矩阵   滚齿加工   齿面承载接触分析  

摘要： 针对直纹面面齿轮与圆柱齿轮不满足共轭关系而限制其在小传动比应用场合的情况,提出与直纹面面齿轮共轭的小齿轮及其滚齿加工方法。首先建立了直纹面面齿轮及其共轭小齿轮的齿面方程,获得共轭小齿轮相比圆柱齿轮的齿面偏差形貌;随后推导了阿基米德齿轮滚刀的齿面方程,并根据滚齿加工运动坐标系和啮合原理建立了圆柱齿轮的数学模型;在滚齿加工圆柱齿轮的运动基础上,通过增加滚刀的径向移动和工件的附加转动使滚刀切削刃逼近共轭齿面,附加运动由泰勒多项式表示,通过建立敏感矩阵方程并采用奇异值分解法迭代求解方程获得附加数控运动多项式系数,最后获得数控加工齿面;为评价直纹面面齿轮副的传动性能,进行了齿面承载接触分析,并与传统面齿轮-圆柱齿轮副进行了对比。研究结果表明:相同参数下,直纹面面齿轮副与传统面齿轮副的承载性能基本相同,完全能够代替传统面齿轮副传动;数值算例和仿真加工对该方法的验证表明,其数值算例误差不超过1μm,仿真结果误差不超过6μm,证明了该方法的可行性和准确性。

关键词： 风力机   齿轮箱   故障诊断   特征提取   信号分类   算法匹配   支持向量机  

摘要： 针对风力机齿轮箱故障诊断的特征提取过程,提出基于振动信号最优特征提取算法的风力机齿轮箱SVM故障诊断方法。首先,分析3种主要特征提取算法各自适应性高的信号类型;然后,根据不同类型信号所具有的信号特性,利用信号分析对传入的振动信号进行特性提取并分类,将不同类别信号与适应性高的特征提取算法进行匹配,实现振动信号的最优特征提取;最后,将匹配算法与支持向量机模型结合实现故障诊断。对实际采集的3种齿轮故障信号进行测试与验证,结果表明该方法可有效进行最优特征提取与算法匹配,相比未经过匹配算法具有更高的故障诊断准确率。

关键词： CSS-42L钢   人字齿轮   热处理   渗碳   淬火   畸变控制  

摘要： 根据某型号航天器动力齿轮用钢的化学成分,用JMatPro仿真软件计算材料的热物性参数。根据齿轮模型及热处理工艺参数,用Deform有限元软件进行渗碳淬火仿真分析,确定了渗碳过程中的齿面碳含量变化、淬火过程中轮齿显微组织的变化。最后,根据人字齿轮特点及航天器齿轮的精度控制要求,通过改变淬火工艺参数优化淬火后轮齿畸变情况。结果表明,当淬火工艺为在空气中预冷30 s,80℃热油淬火1200 s,-100℃深冷7200 s时,畸变量控制效果较好,符合产品要求。

关键词： 集合经验模态分解   故障诊断   改进时序灰度图   深度学习  

摘要： 针对齿轮箱实际工作环境复杂、传统方法提取特征以及灰度图提取特征性能不足,提出了一种基于改进时序灰度图和深度学习的齿轮箱故障诊断方法。用EEMD(ensemble empirical mode decomposition)将振动信号分解为若干个本征模态分量(IMF)后,通过累计均值准则将IMFs划分为高频和低频分量,其中高频分量采用小波阈值降噪进行处理;重构降噪后的高频IMFs与低频IMFs,并利用灰度图方法对重构信号进行编码。将二维改进时序灰度图送入卷积神经网络进行训练,以发挥卷积网络对图片特征提取优势,并由混淆矩阵显示结果。最后将模型结果和不同灰度图与传统诊断方法进行对比。结果表明:相对于普通灰度图、全局去噪灰度图,所提方法对齿轮箱故障诊断准确率分别提高4、1.8个百分点,且收敛速度明显加快;相对于BP神经网络以及ELM诊断方法,所提方法对齿轮箱故障诊断准确率显著提高。

关键词： 采煤机   截割部   齿轮   瞬态动力学   疲劳寿命   仿真分析  

摘要： 以MG300/700WD型采煤机为研究对象,分析该采煤机截割部传动系统中的两个关键齿轮,通过有限元分析方法对其进行瞬态动力学分析,确定两个齿轮啮合部位的应力和应变较为集中;同时进一步应用n Code Design Life软件对齿轮疲劳寿命进行分析,确定齿轮啮合部位疲劳寿命最低,约为175 d,与实际情况基本相符,因此初步印证了本次研究的有效性,可为后续的同类型采煤机预防性检修工作提供参考。

关键词： 弹流润滑   聚合物齿轮   微点蚀  

摘要： 聚合物齿轮具有自润滑性好、生产成本低等优点。受载荷、润滑等影响,聚合物齿轮在传动中易发生点蚀失效。与聚合物-聚合物齿轮副相比,金属-聚合物齿轮副有较长使用寿命。为了探究在润滑条件下金属-聚合物齿轮副弹流润滑性能,在不同工况条件下对钢-聚合物齿轮副进行了弹流润滑分析,通过膜厚比和油膜安全系数判断齿轮副润滑状态以及是否存在微点蚀失效。结果表明,钢-聚甲醛(POM)齿轮副在油润滑下能够形成稳定润滑油膜;压力角、转速、载荷和黏度都会影响齿轮的润滑状态。因此,为避免发生点蚀失效,需要考虑压力角、转速、载荷和润滑油黏度的影响。

关键词： 高速列车   齿轮箱   可靠性分析   GO-FLOW法   FTA法   健康评估  

摘要： 针对传统FTA无法对有反馈、多状态、有时序系统进行可靠性计算的问题,提出了一种基于GO-FLOW法的某型高速列车变速箱的可靠性分析方法。首先,根据齿轮箱的工作原理和结构逻辑,确定了操作符的类型并建立了齿轮箱系统的GO-FLOW图模型。其次,修正共因故障后计算齿轮箱成功概率并绘制齿轮箱的健康变化规律曲线。最后,对比GO-FLOW与FTA的分析结果可知,GO-FLOW法在齿轮箱健康评估应用中高效可行,且具有时序性。同时,该方法减少了计算量,为维修维护高速列车齿轮箱系统和提升其健康管理水平提供了一定的理论指导作用。

关键词： 准双曲面齿轮   接触斑点   弯曲应力   重合度   传动误差  

摘要： 为了研究延伸外摆线准双曲面齿轮的啮合特性,基于有限元仿真和试验,分析了齿面接触斑点、齿根弯曲应力、重合度和传动误差等啮合特性。结果表明,某一时刻齿面接触区域近似为椭圆形,齿轮啮合过程中,单个齿面上的椭圆形接触面积先增大后减小;大小齿轮齿根危险点均主要承受拉应力,小齿轮危险点先承受拉应力,再承受压应力,而大齿轮危险点则相反;齿轮重合度随载荷的增加而逐渐增大;齿轮传动误差受载荷影响较大,小载荷下传动误差较大,随载荷的增加先减小后增大,最后缓慢减小趋于稳定。文章的研究内容对准双曲面齿轮的设计和使用具有一定指导意义。

关键词： 齿轮动力学模型   模型修正   故障机理   故障数据库  

摘要： 针对试验模拟直齿圆柱齿轮不同失效类型及不同失效程度高成本和难度大的问题。本文应用集中参数法建立直齿圆柱齿轮的弯-扭耦合振动分析模型,运用能量法计算时变啮合刚度,研究了裂纹、点蚀等不同失效形式对齿轮副时变啮合刚度的影响规律,随后通过系统模型修正方法,修正动力学模型中的系统参数,以建立与实际系统较吻合的动力学模型。通过修正后的直齿圆柱齿轮数值算例,揭示了不同失效类型及失效程度的时域、频域特征响应规律。对试验振动信号分析,验证了含故障的直齿圆柱齿轮动力学模型的准确性。结果表明,该模型可以准确识别直齿圆柱齿轮多种齿轮失效类型,为直齿圆柱齿轮系统的故障诊断数据库建立提供了数据支撑。

关键词： 磁场调制   磁齿轮   拓扑结构   评价指标   研究方法  

摘要： 磁场调制型磁齿轮突破传统磁齿轮的拓扑结构限制,同轴式结构极大地提高永磁体利用率,除具有传统磁齿轮无接触、无磨损、无需润滑、噪声小和过载自我保护等优点外,输出转矩大、转矩密度高,可广泛应用于航海、风电、石油化工等众多领域。在简单回顾传统磁齿轮机构发展,简述磁场调制型磁齿轮工作原理的基础上,介绍并比较各类径向、轴向调磁和相交轴磁齿轮机构转矩特性等,梳理磁齿轮相关研究采用的计算方法和优化方法,对比分析不同类型磁齿轮的转矩密度、齿槽转矩、损耗和温升等性能指标,最后总结阐述磁场调制型磁齿轮在磁齿轮复合电机等领域及极地寒冷等环境的应用前景,对磁齿轮未来重点研究领域进行展望。