关键词： 同轴磁性齿轮   有限元仿真分析   直线模型   设计简化   磁场调制  

摘要： 得益于有限元仿真技术的普遍应用，同轴磁场调制型磁齿轮的设计周期得到大幅缩短。但是由于性能要求，其结构一般不具备对称性，需要进行全模型的仿真分析，计算时间长；同时，由于采用聚磁磁路，磁体充磁方向复杂，需要进行繁琐的坐标设定工作；此外，在进行多参数优化时需要运算模型的数量多，以上问题导致设计周期长，效率低。针对此问题，本文提出了一种采用直线模型代替原有常规圆环模型的简化设计方法，直线结构相较于圆环结构，充磁坐标系设定数量减少85%以上，磁齿轮的内环磁极数量超过4对时，单模型进行有限元分析的时间明显缩短，并且提升效果随磁极数量增加而更为显著。

关键词： 机械超结构   齿轮元胞   力学性能   连续可调   减振结构  

摘要： 为拓展力学超结构形式、优化力学超结构动态调节能力，本文设计出一种微观齿轮单元结构，在二维平面内周期性排列形成超结构，从结构设计原理，稳定性对其进行了分析，表明所设计超结构能够实现力学性能连续、稳定地调节。通过有限元模拟的方法分析了这种超结构广泛的力学性能，包括静力学与动力学，结果显示，外啮合齿轮胞的杨氏模量调节范围超过了10倍，内啮合行星齿轮胞的则超过200倍，其剪切模量也有可观的调节范围；另外，基于齿轮单元的超结构可以实现固有频率与频幅曲线的连续变化，为材料的避振减振设计提供新的思路，最后，基于这种微观齿轮单元设计出多种减振装置，表明其在减振与动力学调控的独特优势与广阔应用前景。

关键词： 驱动桥   摆线准双曲面齿轮   接触分析   啮合效率   优化  

摘要： 连续分度加工的摆线准双曲面齿轮具有生产周期短的特点，在商用车驱动桥领域得到了广泛的应用。齿面修形状态对齿轮副接触性能影响显著。本文基于齿轮摩擦加载接触分析方法(FLTCA)，建立了摆线准双曲面齿轮啮合效率优化设计方法。首先，通过预设空载传动误差峰峰值和接触区位置，实现了对摆线准双曲面齿轮正、反车齿面的修形设计。然后基于修形面设计，以行驶工况下齿轮啮合效率最大为优化目标，并综合考虑了齿轮副加载传动误差峰峰值、双侧齿面满载接触印迹分布以及最大接触应力建立了优化分析模型。为了提高优化模型的求解速度，采用Kriging代理模型结合多岛遗传算法对优化模型进行了求解。最后，对某型号商用驱动桥摆线准双曲面齿轮副进行了实例设计和试验验证，通过空载接触印迹试验和整桥效率试验验证了本文优化方法的有效性。

关键词： 风电齿轮箱   滑动轴承   公差配合   油膜间隙  

摘要： 随着滑动轴承在大功率风电齿轮箱中的逐渐推广应用，如何合理设计风电滑动轴承显得尤为重要。滑动轴承半径间隙h0是反映滑动轴承性能的一个重要参数，它直接影响着轴承的润滑、载荷分布、摩擦、振动等性能。合理的间隙设计不仅能保障滑动轴承的正常工作能力，更能有效提高滑动轴承的工作效率，延长使用寿命。以某大功率风电齿轮箱滑动轴承为例，提出了一种基于公差配合，同时计及粗糙度、修形与热变形的润滑间隙设计方法，并进行了试验验证。结果表明，该方法可以实现大功率风电齿轮箱滑动轴承间隙的合理配置，以此验证了该方法的准确性。

关键词： 大重合度   能量法   齿面磨损   动态响应  

摘要： 以大重合度直齿圆柱齿轮为研究对象。基于Archard磨损模型，计算了齿轮的齿面磨损量；基于能量法，求取了考虑齿面磨损的齿轮对总啮合刚度，给出了对应的分段函数表示形式，并结合齿轮单自由度动力学模型，研究了齿面磨损对齿轮动力学的影响。研究表明，轻载状态下大重合度直齿圆柱齿轮动力学特性受齿面磨损的影响较大，随着磨损量的增加，齿轮系统在拟周期运动与混沌运动之间有着复杂的变化过程；重载状态下，其动力学特性受磨损影响极小，齿轮系统长时间保持周期性运动。

关键词： 齿轮啮合   啮合磨损   接触应力   参数相似  

摘要： 针对大尺寸齿轮啮合过程中接触磨损的难以评估，提出了相似参数的小尺寸齿轮模型。基于量值分析的白金汉π定理和赫兹公式，对大尺寸单元的传动系统进行量纲分析，建立参数相似的齿轮模型。在此基础上开展了两对参数相似齿轮的摩擦磨损相关性实验，比较了两组相似齿轮的磨损演化性能，采用粒子计数器和分析铁谱法观察了两组试验齿轮的摩擦特性。结果表明，参数相似的两组齿轮的摩擦磨损过程具有一定的相关性，与提出的相似模型相一致。该相似模型对于评价大尺寸齿轮传动系统的磨损具有一定的应用价值。

关键词： 传动系统   遗传算法   微观修形   模态分析   传递误差  

摘要： 集中式传动系统布局紧凑，部件间距近，行业上对于集中式传动系统NVH的控制方法提出更高的设计要求。以集中式传动系统为例，建立实际工程应用的集中式传动系统有限元模型，考虑系统模态与齿轮啮合相互耦合的接触情况，通过模态测试及接触斑点测试验证仿真与试验的一致性，并分析振动噪声的问题来源。再提出一种针对齿轮微观修形的遗传算法（genetic algorithm,GA），实现轮齿微观修形的最优设计；对系统层面进行模态优化，提升刚度，改变频率，避开共振；最后进行试验验证，结果显示系统综合噪声降低至95.2 dB(A)，优化前下降了4.8dB(A)。研究表明，遗传算法的齿轮微观修形方式和模态优化方法可以改善系统的振动噪声，这为集中式传动系统的NVH控制提供了一定参考。

关键词： 机器人视觉   协同测量   手眼标定   误差模型  

摘要： 为了满足对大尺寸，多型号齿轮的自动化倒角加工要求，设计一套基于机器人视觉的齿轮倒角检测定位和加工系统。本论文主要研究内容有：提出一种高精密协同测量的方法，实现对齿轮轮廓的精准测量，解决了齿轮轮廓在视觉系统中的定位问题；为应对不同型号的齿轮加工，提出一种手眼协动的标定方法，标定出视觉系统和机器人系统的位姿关系；推导出在实际齿轮倒角加工过程中偏心现象和端跳震荡现象的误差模型，在机器人坐标系中进行纠正，实现视觉引导机器人进行齿轮倒角自动化加工进程。根据实验的数据表明，该系统的倒角加工精度优于0.3mm，满足齿轮倒角行业的自动化生产要求，对传统的齿轮倒角行业有着重要意义。

关键词： 巴斯噶蜗线   高阶多段变性   非圆齿轮  

摘要： 针对高阶变性巴斯噶蜗线齿轮变性段数量有限，传动比调节能力差的问题，提出了一种高阶多段变性巴斯噶蜗线非圆齿轮传动形式。研究了高阶多段变性巴斯噶蜗线非圆齿轮的形成机理，推导出了巴斯噶蜗线非圆齿轮的统一数学表达式，并对其传动特性进行了详细讨论。利用MatLab软件编写了可视化的高阶多段变性巴斯噶蜗线非圆齿轮分析设计软件及非圆齿轮齿廓生成软件，并通过设计实例予以验证，实例表明，高阶多段变性巴斯噶蜗线非圆齿轮在实际应用中是可行的。

关键词： 机械设计及理论   斜齿面齿轮   非正交   偏置   变位   齿宽设计  

摘要： 为了增强面齿轮在各种结构紧凑设备的适用性，进一步扩大其传动优势，研究了非正交偏置变位一体化的斜齿面齿轮及其齿宽设计。建立了非正交偏置变位斜齿面齿轮的三维模型，根据非正交偏置变位斜齿面齿轮根切和齿顶变尖的限制条件，对轮齿的内半径及外半径进行了设计，得出了面齿轮的有效齿宽，并分析了轴交角、变位系数、偏置距和螺旋角对内径、外径和齿宽的影响。研究结果表明：轴交角不断增加时，面齿轮的有效齿宽先减小后增加；面齿轮的有效齿宽随着变位系数的增加而增大；偏置距对有效齿宽的影响会因为轴交角的大小而产生不同的结果；螺旋角的增大会使有效齿宽以较小幅度的趋势减小。