关键词： 变位齿轮   行星轮系   时变刚度   载荷特性  

摘要： 针对制造误差和安装误差使得变位齿轮行星轮系行星轮在径向和周向的安装位置与无偏移值存在偏差,进而使行星轮间所受载荷不均匀的问题,开展了变位齿轮行星轮系载荷特性研究。基于转子动力学理论,考虑时变刚度和行星轮的径向与周向偏移,建立了变位齿轮行星传动系统5自由度动力学模型;采用龙格库塔法求解了系统的响应和频域图,研究了变位齿轮行星轮系的载荷特性,分析了在不同径向偏移量、周向偏移量、复合偏移量情况下的行星轮间载荷分布特性,探讨了行星轮的径向与周向偏移对行星轮系载荷分配的影响,得到了变位齿轮行星轮系载荷振动幅值在时间和频率下的变化规律。仿真结果表明,考虑误差的行星轮系载荷特性与无偏移情况下的载荷特性有较大的差异,其幅值受径向偏移的影响较大,其中,径向偏移量大对行星轮所受载荷的影响最大;在安装过程中,行星轮的微小偏移都可能导致载荷特性的巨大变化。搭建了行星传动系统振动测试试验平台,测试了行星减速机壳体的倍频振动响应信号,得到了行星传动系统载荷与振动响应之间的关系。试验结果的振幅变化趋势与仿真分析结果中的振幅变化趋势相似,证明所建立的动力学模型及理论计算比较准确。

关键词： 核心零部件   集团下属企业   单机容量   兆瓦级   风电轴承   大型风电机组   系列产品   自主可控  

摘要： 近日,世界首台25兆瓦级风电主轴轴承及齿轮箱轴承在国机集团下属企业洛阳轴研科技有限公司(以下简称“轴研科技”)成功下线。该系列产品的成功下线是国产风电轴承发展的又-里程碑,代表我国已具备超大型风电机组关键部件自主研发和制造能力,实现了我国风电核心零部件自主可控和产业链安全,并刷新了全球风电轴承最大单机容量纪录。

关键词： 数控机床齿轮箱   故障诊断   多模态学习   卷积神经网络  

摘要： 针对数控机床齿轮箱在实际工作环境中负载多变且噪声干扰大、传统神经网络难以充分提取信号中的故障特征等问题,提出一种多模态集成卷积神经网络(MECNN)用于数控机床齿轮箱故障诊断。该方法将多模态融合技术与多个卷积神经网络结合,利用快速傅里叶变换方法将时域信号转换成频域信号;利用时域信号和频域信号对2个卷积神经网络进行训练,使模型能够分别从时域和频域2个角度提取特征,再将浅层特征融合;最后,将融合后的特征输入到卷积神经网络中进行故障特征的深度挖掘,并进行故障诊断。使用东南大学的齿轮箱数据集进行验证,设计了2种特征融合的方法并进行了对比。实验结果表明:在噪声下,MECNN模型用于故障诊断的准确性和鲁棒性均优于单一的时域CNN和频域CNN。

关键词： 车辆工程   机车齿轮   内外激励   齿面磨损   摩擦因数   中心距误差   轮轨激励  

摘要： 通过Archard磨损公式和Hertz接触模型,建立了考虑动态磨损系数的机车齿轮磨损数值仿真模型,计算了理想情况下齿面磨损分布情况;利用ABAQUS二次开发UMESHMOTION子程序,结合ALE自适应网格,建立了齿轮磨损有限元模型,在仿真后通过MATLAB提取齿面磨损信息,并将有限元计算结果与数值仿真结果进行了对比;通过改变模型参数,研究了摩擦因数和中心距误差对齿面磨损的影响;基于多体动力学软件SIMPACK建模仿真得到了轮轨激励下从动齿轮垂向振动位移,并将其加载到有限元模型进行齿面磨损仿真计算。计算结果表明:2种计算方法得出的齿轮磨损分布情况较为一致,即主、从动齿轮最大磨损深度均在齿根处,节线处磨损深度为0,且节线两侧单双齿交替区域磨损深度均出现突变,磨损深度总量随摩擦因数的增大而增加,且均位于以节线为界靠近齿根处,当摩擦因数最大值取0.25时,磨损深度总量为3.104×10^(-6)mm,而齿顶处相反;当中心距误差为负时,随着中心距的减少,磨损深度总量呈增大趋势,最大值为3.313×10^(-6)mm,而当中心距误差为正时,随着中心距的增大,磨损深度总量变化甚微;轮轨外部激励会加剧齿根处磨损,影响齿轮寿命及行车安全。

关键词： 卷积神经网络   齿轮表面损伤   深度学习   迁移学习  

摘要： 齿轮表面损伤是影响齿轮传动的重要因素,提高齿轮表面损伤的识别效率和准确率极为重要。基于Pytorch架构建立齿轮表面损伤的ResNet识别模型,利用数据增强的方式扩大数据集,使用迁移学习方式优化模型训练,并对比了4种ResNet结构。结果表明,将64张原始图像数据增强后得到的由640张图像组成的数据集不足以满足模型训练对大量数据的需要;使用迁移学习能够提高模型训练速度和准确率,满足齿轮表面损伤的识别要求;ResNet-101模型在本框架中是最优结构。研究对齿轮表面损伤的检测具有重要的科学意义和工程价值。

关键词： 齿轮泵   齿轮轴   瞬时断裂   工艺优化  

摘要： 针对航空发动机用齿轮泵齿轮轴瞬时断裂的现象,对其关键运动副进行材料金相组织、结构受力和应力分析,将理论分析与试验相结合,明确了齿轮轴的瞬时断裂现象主要表现为疲劳断裂,明晰了齿轮轴疲劳断裂的影响因子,并以此优化了齿轮轴安装孔关键尺寸和机加工工艺。结果表明:优化后的齿轮轴安装孔附近的应力明显减小,能够有效提升齿轮轴在交变载荷下的抗疲劳特性。

关键词： 圆柱蜗杆斜齿轮传动   不等模数   不等压力角   有限元分析   灰色预测  

摘要： 为解决传统渐开线蜗杆斜齿轮副在开式传动或传动比过大时斜齿轮容易发生齿根断裂的情况,提出一种新型的基于不等模数不等压力角设计的渐开线蜗杆副,使斜齿轮的模数与压力角同时提高,大幅提高斜齿轮的齿根强度。通过对此种蜗杆副的传动特性的分析,得到特殊的啮合角与中心距计算方式。另外,通过对同传动比、同蜗杆情况下基于不等模数设计的ZI蜗杆斜齿轮副和传统ZI蜗杆斜齿轮副的建模与有限元分析,得出在较大模数比情况下的斜齿轮齿根强度约为传统斜齿轮齿根强度的2.956倍,增大了渐开线蜗杆的应用范围。后续使用灰色预测,对比出误差平方和(Sum of Squared Errors,SSE)最小模型,予以验证预测的准确性,另外进行蜗杆施加不同转矩下的斜齿轮啮合齿受拉力处最大应力σ_(1max)的数据预测,为相应的工程分析与必要的校核设计给出了依据。

关键词： 变分模态分解   多尺度卷积网络   振动故障诊断   附件齿轮箱  

摘要： 针对直升机附件齿轮箱在有限多工况条件下故障特征提取难度大、识别准确率低等问题,提出一种结合变分模态分解(variationalmodedecomposition,简称VMD)与多尺度卷积神经网络(multi-scaleconvolutionalneural netwo,简称MCNN)的故障诊断方法。首先,对直升机附件齿轮箱进行地面实验和信号采集,对原始信号进行滤波、降噪等预处理;其次,利用VMD将信号分解为若干个固有模态(intrinsic mode functions,简称IMF),依据齿轮副频率特性对分解模态进行重构与归一化,增强微弱的高频故障特征;最后,将重构信号的每个分量视作不同尺度,经多尺度卷积神经网络进行多尺度特征提取并融合,由指数归一化分类器给出识别的故障类别。实验结果表明,所提方法能够有效增强信号故障特征,挖掘多工况条件下信号的差异性与同一性,在直升机附件齿轮箱振动故障诊断中平均准确率为97.25%。

关键词： 减速齿轮箱   二级蜗杆轴   疲劳失效   状态检测   光纤光栅应变传感器   滤波器系数  

摘要： 为了提升减速齿轮箱二级蜗杆轴疲劳失效状态检测精度,文章提出了一种新的减速齿轮箱二级蜗杆轴疲劳失效状态检测方法。在减速齿轮箱二级蜗杆轴上安装光纤光栅应变传感器,采集蜗杆轴运行信号,采用滤波器系数预处理运行信号,根据预处理后的信号样本建立减速齿轮箱二级蜗杆轴疲劳失效状态检测模型,进而判断其是否存在疲劳失效的迹象。实验结果表明,该方法可以实现减速齿轮箱二级蜗杆轴疲劳失效状态精准快速检测,检测结果具备可靠性。

关键词： 斜齿轮   重合度   改进势能法   时变啮合刚度  

摘要： 在势能法基础上,基于切片积分原理,考虑齿根过渡曲线方程,提出一种改进的斜齿时变啮合刚度计算方法。该方法考虑了真实齿根过渡曲线参数方程,修正了渐开线齿廓的积分区间,与有限元方法的对比结果验证了算法的有效性,减小了时变啮合刚度的计算误差。在此方法基础上,分析了齿宽、螺旋角、齿数和模数对时变啮合刚度的影响。结果表明,时变啮合刚度均值受齿宽影响较大,近似成线性关系;受螺旋角、齿数影响较小;螺旋角增大,均值以较小幅度波动性变化;中心距一定时,齿数增大,时变啮合刚度缓慢增大;齿轮参数改变会影响重合度;轴向重合度为整数时,时变啮合刚度波动值较小。