关键词： 酿酒行业   酒甑起盖机   齿轮结构   设计优化  

摘要： 在白酒酿造这一承载着深厚文化底蕴的传统行业中,酒甑起盖机作为酿酒过程中的重要辅助设备,其性能直接关系到生产效率与安全。随着酿酒工艺的不断进步,传统起盖方式已难以满足高效、安全、低维护成本的需求。因此,本研究针对传统起盖方式的不足,提出了利用齿轮结构对酒甑起盖机进行设计优化的方案。研究结果表明,齿轮结构起盖机在提升生产效率、降低劳动强度、改善工作环境及增强安全性等方面具有显著优势。该设备的推广应用将促进酿酒行业的转型升级,为酿酒企业的可持续发展提供有力支持。

关键词： 齿轮结构   填充缺陷   预成形  

摘要： 对于常见的“轮毂-轮辐-轮缘”结构的齿轮模锻件,随着轮毂-轮缘高度差增大,轮毂填充难度就会增大。以轮缘和轮毂同时充满为目标,如何设计合理的预成形成为一个关键要点。通过变换轮毂-轮缘之间的高度差,讨论了平砧镦粗和成形镦粗两种预成形方案。针对一种典型的某型号齿轮锻件,借助于有限元数值模拟软件进行了数值模拟研究,找出了两种预成形方案坯料填充轮毂与轮缘型腔的规律。

关键词： 工业机器人   磁齿轮   结构参数优化   响应面法  

摘要： 相比较传动齿轮,电磁齿轮传动通过电磁力的耦合效应来实现,从而显著减少噪音和震动,广泛应用于工业机器人领域。为了进一步提高同轴磁齿轮高速运行稳定性,采用响应面法对其结构参数进行优化,并开展性能测试分析。研究结果表明:采用响应曲面法对电磁齿轮优化,确定调整块极弧因子为0.85、调节块层厚度4.2 mm以及厚度3.8 mm的内转子。通过该方案优化后,其稳定扭矩由420 N·m增加至475 N·m,效率获得了明显的提高。该研究有助于提高工业机器人传动效率,为后续的性能优化奠定一定的设计基础。

关键词： 多级传动齿轮   单双齿啮合运行   接触分析   优化设计分析  

摘要： 针对多级传动条件下齿轮运行性能难以满足要求的问题,设计了4种齿轮副腹板优化方案(直类、斜类A-30º、斜类B-20º、斜类C-10º),建立了多点接触啮合的有限元模型,开展了多级传动条件下的静态接触分析,根据齿面接触应力与齿根弯曲应力计算结果,实现了齿轮腹板几何结构的优化设计。在此基础上,设定了4种齿顶或齿根齿廓方向偏差修形量,完成了单双齿啮合运行时的时变啮合刚度特性分析。结果表明:相比于斜腹板齿轮结构,直腹板结构的静态接触性能更优;优化设计后的传动齿轮结构的齿面接触应力、齿根弯曲应力更低,多级传动条件下的时变啮合刚度显著减少,降低了磨损风险提升了附件传动齿轮的工作性能。Aiming at the problem that the operational performance of single and double tooth meshing is not up to the requirement under the coupling excitation of multi-stage transmission errors, this paper designs four web optimization schemes (straight, helical A-30º, helical B-20º, helical C-10º) for the gear pair. The corresponding multi-point contact meshing finite element model is established, the static contact analysis is carried out and the distribution of relief and bending stresses is obtained, and the optimal choice of the optimization scheme is determined sequentially. The multi-stage transmission error is reflected in the tooth profile boundary offset, and four transmission error modification schemes are set to analyze the time-varying meshing characteristics of single- and double-tooth mesh operation. The results show that the static contact performance of the straight web structure is better;the multi-stage transmission error excitation effect can reduce the wear risk of single and double tooth mesh operation and improve the service performance. The optimized design of the transmission gear structure can better improve the working performance of the accessory transmission gear.

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： 有限元   齿轮   强度   轻量化  

摘要： 齿轮作为大型机械设备的关键承载部件,往往存在质量过大、局部结构不合理等问题。基于有限元方法建立齿轮的参数化模型,得出强度与模态的耦合分析结果。以齿轮腹板的关键尺寸为设计变量,以最小质量和最小应力峰值为优化目标,构建响应面函数并验证其误差精度。以等效刚度为约束条件,选取合理的搜索算法,得出齿轮的轻量化设计结果。优化结果表明,在最大应力不增大、等效刚度不降低的前提下,齿轮质量可降低22.6%,经济效益和社会效益显著。

关键词： 航空发动机齿轮   时变可靠性分析   单循环高斯过程模型   改进相关性主动学习函数   灵敏度分析  

摘要： 航空发动机作为飞机的心脏,其可靠性直接影响飞机的性能与安全。然而,航空发动机的可靠性研究工作也存在耗时长、投入高、实现困难等特点。其中,航空发动机齿轮传动系统的性能直接影响航空发动机的正常运转,齿轮传动系统可靠性是航空发动机可靠性的关键因素。高可靠性的齿轮传动系统不仅有助于飞机稳定的飞行,还可以减少总体成本。因此,航空发动机齿轮传动系统可靠性研究的开展有利于促进我国航空工业的发展,缩小与国外的差距,打破技术垄断。航空发动机齿轮传动系统在多失效模式可靠性建模、不确定性量化、可靠性评估复杂性等方面存在诸多挑战。 本文主要对航空发动机附件传动系统中传动齿轮进行时变可靠性研究,通过构建时变极限状态函数完成齿轮三种主要失效模式的时变可靠性建模,再基于单循环高斯过程代理模型进行时变失效概率的计算,最后完成齿轮时变可靠性灵敏度分析。本文完成的主要工作如下: (1)针对航空发动机传动齿轮时变可靠性建模中传统方法难以描述时变应力和结构疲劳损伤累积作用的问题,在应力强度干涉模型及损伤累积模型的基础上,提出了一种考虑齿轮多失效模式时变极限状态函数构建方法,并基于构建的多失效模式串联模型,完成了考虑不确定性随机输入变量下航空发动机传动齿轮时变可靠性评估。 (2)针对航空发动机传动齿轮时变可靠性评估计算成本高昂、效率低的问题,提出了一种代理建模方法,并用于时变可靠性评估,该方法结合了单循环高斯过程和改进考虑相关性学习函数的优势,相对其他方法在精度和效率方面表现更为优异。 (3)针对输入变量联合概率密度信息不完全的航空发动机传动齿轮灵敏度分析问题,使用Copula函数描述该结构系统输入随机变量间相关性,完成灵敏度分析。同时考虑输入随机变量间相关性以及多失效模式间相关性,在基于Copula的矩独立灵敏度分析方法的基础上,改进得到一种不完全概率信息下基于Copula的矩独立灵敏度分析方法,并完成了航空发动机传动齿轮灵敏度分析。

关键词： 对数螺旋锥齿轮   参数化   建模   有限元   接触应力  

摘要： 对数螺旋锥齿轮是机械传动机构中的重要零部件,运用SolidWorks软件结合C语言编程,建立了参数化齿轮数值表,并基于尺寸驱动参数化方法,创建了一对对数螺旋锥齿轮的三维模型。通过对齿轮进行啮合装配和运动分析,验证了所设置的齿轮参数的结构合理性。此外,利用Solidworks模块Simulation进行网格划分,进行了实体网格的非线性有限元分析。研究重点在于探究不同转矩载荷下螺旋锥齿轮啮合部位的最大接触应力、接触强度和接触应变等方面。这些研究结果能够确保设计的螺旋锥齿轮具备足够的强度和可靠性。经校核,对数螺旋锥齿轮的接触强度在最佳转矩范围内低于60.5 N·m,其啮合最大应力值小于材料的屈服极限,结果为对数螺旋锥齿轮的结构设计和传动强度提供了可靠的参考和方法,这对于相关领域的工程实践和齿轮设计具有重要的指导意义。

关键词： 转动轴   覆膜机   河北省农林科学院   经济作物   专利授权   齿轮结构   节本增效   降低劳动强度  

摘要： 棚室配套小型装备——棚室覆膜机该设备已获得国家实用新型专利授权,专利授权号为:ZL 2018 21789943.7。采取了减速增力的齿轮结构,设计了可固定于棚室设施上的专用支架,通过转动轴转动拉抻棚膜,刹车锁定转轴,保障棚膜被平展、稳妥的覆盖在设施骨架上。有效解决因风引起的纯人工无法覆膜、棚膜平展度不够等问题,规避人工手动拉抻破膜风险,提高了覆膜效率,达到节约人工、降低劳动强度的目的,实现节本增效。

关键词： 广义多项式混沌   最大熵   强度退化   可靠性评估   海上风机  

摘要： 针对结构可靠性评估中多维复杂非线性积分难以求解的问题,以海上风机的齿轮结构为例,提出一种基于广义多项式混沌和最大熵模型的解析计算方法。首先,考虑风载荷对齿轮的疲劳损伤,建立考虑齿轮结构强度退化的时变可靠性模型;其次,基于随机风载和齿轮材料结构的不确定性分布,通过广义多项式混沌展开将原复杂随机模型转化为正交多项式之和的代理模型;在此基础上,利用代理模型的展开系数和正交基函数得结构功能函数的前四阶原点矩,将其作为齿轮结构疲劳可靠性的约束条件,并基于最大熵原理得到齿轮疲劳失效的概率密度函数,采用直接积分的方法求结构可靠性指标;最后,以一台2MW海上风机的齿轮结构为例进行分析计算,验证所提方法的有效性。