关键词： 航空发动机   齿轮   振动应力   节径共振  

摘要： 针对航空发动机传动系统齿轮辐板断裂现象,进行了原因分析;通过断口检查、强度计算、振动特性分析、应力测试等,确定齿轮辐板断裂的性质为节径共振引起的高周疲劳。基于分析结果,以降低振动应力、提高强度储备为目标,对齿轮结构进行了改进优化设计,并对优化后的结构进行了试验验证。结果表明,齿轮结构优化后,振动应力值大幅降低,齿轮结构强度储备与工作可靠性明显提升。

关键词： 磁力齿轮   结构   参数优化   调磁   多目标优化   性能分析  

摘要： 为了提高磁力齿轮在高速运行阶段的稳定性,根据传统磁力齿轮转矩性能研究结果,通过响应面法优化对调磁块与内外转子,提出了参数优化模型,并进行参数敏感性分析。研究结果表明:通过Box-Behnken试验设计(BBD)方法完成磁力齿轮响应面模型的样本采集,获得合适响应面模型,通过布谷鸟算法完成智能寻优,得到具备较大敏感性的优化值。根据优化结果,得到调磁块极弧系数为0.85,调磁块厚4.2 mm,内转子永磁体厚3.8 mm。经过优化处理,输出转矩由430 N·m增大到475 N·m,齿槽转矩由3.60 N·m减小至2.76 N·m。经过优化处理的真空式磁力齿轮稳态转矩从420 N·m提高到了475 N·m,优化后的齿槽转矩降低到了2.04 N·m。经过优化处理后,真空式磁力齿轮效率获得了进一步上升,同时减少了谐波含量。

关键词： Monocular vision   Visual measurement   Corner detection   Ellipse detection   Pose estimation  

摘要： Measuring the pose of large gear structures during the assembly process using large volume measurement systems (LVMSs) is difficult owing to the shielding between the output and input shafts. In addition, collision damage caused by assembly errors occurs during the assembly process, which affects the assembly accuracy and product reliability. In this study, a 6-D pose estimation method based on the monocular vision was proposed, which comprises a feature detection method and a pose calculation method, which is based on key features and is improved by using the weighting coefficient that was applied to the assembly of large gear structures. Finally, the assembly system of large gear structures based on the monocular vision was built. The system shows that this method has high precision and efficiency and can be used in the automatic assembly of large gear structures instead of traditional manual methods.

关键词： 混合动力汽车   行星齿轮   多模式转换   传动系统  

摘要： 混合动力汽车中动力源的切换、动力的分配以及传递是耦合发动机和电动机功率的关键部分,直接影响整车的使用性能。本文结合混合动力汽车的行驶特点和行星轮机构的动力耦合与传递功能,进行了混合动力汽车的多工作模式设计,其目的是为了满足混合动力汽车的行驶需要,提高能源效率、减少排放污染等,同时,也为整车控制策略的制定奠定基础。此设计具有结构简单、控制方便和传动效率高等优点。

关键词： 饮料瓶盖   夹片   齿轮结构   神器   逆时针   力气  

摘要： 在生活中,常有一些力气小的人拧不开饮料瓶盖或罐头盖,我就想设计一款省力的抒瓶盖神器,可以让人轻松地打开瓶盖。现在已经有很多实现拧瓶盖功能的产品,我在网上查到主要是三种。一种如图1,有齿轮结构,只要逆时针拧动把手,就能让两片夹片夹紧瓶盖,稍一用力就可以把瓶盖打开。但夹片在夹紧瓶盖的过程中,会对瓶盖造成损伤’而且力矩太小,一些力气小的人可能还是拧不开瓶盖。

关键词： 齿轮结构   电流辅助成形   中空分流   微成形   钛合金  

摘要： 针对钛合金室温塑性差、高温成形模具易损坏、成形精度差等问题,提出了TA15钛合金微齿轮结构电流辅助微成形工艺。利用有限元模拟和实验相结合的方法,分析了浮动成形和分流孔直径对微齿轮电流辅助成形载荷和流动行为的影响规律。结果表明浮动成形降低了微齿轮的成形载荷并有利于齿形下端角的填充,中空分流时分流孔直径为2.3~2.5 mm成形载荷和坯料填充流动最佳。对微齿轮结构进行显微组织和成形性能分析,结果显示,齿形填充完整度较好,金属流线沿轮廓分布,齿面力学性能分布均匀,等轴组织基本被保持。

关键词： 磁力齿轮   有限元分析   优化  

摘要： 传统啮合传动式齿轮在工作中由于接触磨损,容易产生磨损,进而导致失效,磁力齿轮可解决以上问题。本文对磁力齿轮进行有限元分析,在满足强度和负载的前提下,对磁力齿轮的结构进行优化,以达到减重的目的,并得出一种磁力齿轮新型的结构优化方法。

关键词： 齿轮轻量化   静态分析   优化设计   遗传算法   拓扑优化  

摘要： 在计算机应用技术和现代工程设计理论的发展和推动下,机械齿轮设计制造技术得到了快速发展,轻量化设计理念已深入到机械齿轮的设计制造过程中,并逐步替代传统粗犷式设计制造理念。轻量化技术是集产品设计、生产制造及原材料等于一体的综合性应用,其最终目的就是减轻重量、增强性能以及降低成本,并使这三方面达到一个平衡,轻量化研究具有很高的经济效益。齿轮作为机械设备中广泛应用的一种传动零件,其结构轻量化研究对实现工程机械轻量化起到了重要的推动作用。本文详细分析国内外齿轮轻量化研究现状,以减轻齿轮结构重量为目标,采用MATLAB遗传算法与ANSYS联合优化的方法对齿轮结构进行轻量化研究。本文的主要工作内容如下:(1)基于APDL的齿轮静力学仿真分析。应用APDL对一对渐开线直齿圆柱齿轮进行参数化建模,静力学仿真分析得到齿面接触应力、齿根弯曲应力等力学参数,为后续齿轮结构优化设计奠定基础。(2)基于遗传算法的齿轮结构优化设计。选取齿轮重量最小为目标函数,主、从动轮的齿数、模数和齿宽系数作为设计变量,以齿轮接触疲劳强度和齿根弯曲强度为约束条件,应用遗传算法和ANSYS联合优化的方法对齿轮副进行结构优化设计。(3)齿轮轮辐结构拓扑优化。应用变密度拓扑优化方法对齿轮轮辐进行拓扑优化,在保证结构刚度和自振频率满足工程实际要求的前提下,获得齿轮结构材料的最佳分布形式。(4)齿轮轻量化结构模态分析。对优化后的主动轮进行模态分析,得到固有频率和振型,为齿轮结构轻量化设计的合理性提供理论支持。

关键词： 旋转传感器   摩擦纳米发电机   角速度   对称齿轮  

摘要： 新生代信息技术物联网“Internetofthings（IOT）”的快速发展与传感器技术的重大突破息息相关，构建“万物互联”的网络体系离不开广泛分布的信息采集传感器件。旋转传感器在风速传感、机械控制、异常检测等领域扮演着重要的角色。持续性驱动单个旋转传感器的能源供应是简单的，但由于电池寿命有限，传感器大面积分布电池维护成本高，电池废置易导致环境污染等问题，驱动数以万计的旋转传感器是困难的。摩擦发电机由王中林院士提出，可以从环境中俘获能量，并驱动设备运转，是一种新型的自供电系统。但基于摩擦发电机的旋转传感器存在着输出量级小易受环境干扰，信号与转速之间关系不直观等问题。本文基于摩擦发电机技术，开发了一种基于对称齿轮结构的自驱动摩擦电旋转传感器，俘获旋转激励中的机械能，将其转换为电能，并通过自驱动过程中产生的电信号，建立了与旋转激励过程中多物理量的传感关系，探索了摩擦发电机实际应用中更多的可能性。本文的主要研究内容与创新点如下：　　（1）基于摩擦发电机的水平滑动模式，研制了一种对称齿轮齿条结构的自供电旋转传感器（SGR-Sensor），由对称双层布置的不完整齿轮与齿条型亚克力板构成。搭建了摩擦发电机的实验平台，屏蔽了高频环境干扰并仿真外部旋转激励驱动SGR-Sensor，验证了其自驱动性。通过理论分析和试验研究了不同转速下SGR-Sensor的摩擦电信号输出，得到了开路电压、短路电流、短路电荷与角速度之间的线性关系;（2）为了解决SGR-Sensor换向过程中存在的撞齿、过冲的问题，优化了SGR-Sensor结构，设计并制造了共轴对称锥齿轮自供电旋转传感器（CSBG-Sensor）。通过理论分析和试验研究了CSBG-Sensor不同转速下电信号的输出关系，证明了其自供电性能，提高了其鲁棒性;（3）设计了CSBG-Sensor的后端信号采集模块，该模块主要由整流桥与滤波电容构成，仿真分析了其信号输出特性。通过试验测试与分析，建立了CSBG-Sensor输出电压与角速度之间的线性正相关关系。通过试验分析研究了共轴对称布置锥齿轮结构特性，该结构可将输入角速度放大两倍，得到了更高的电压输出，提高了其传感器灵敏度。深入研究了CSBG-Sensor的角速度-输出电压曲线，并计算了其角位移和角加速度物理参量，实现了实时同步的复杂多旋转物理量监测传感。　　综上所述，本文研制了一种基于对称齿轮结构的自供电多功能旋转传感器，结合理论与试验分析，归纳了其在监测不同角速度时摩擦电信号输出表现。通过共轴对称齿轮系结构和后端采集模块优化，得到了更高的灵敏度、线性度和耐久性等传感器指标。基于信号分析实现了CSBG-Sensor的角速度，角位移，角加速度多物理量实时传感，为新型自驱动旋转传感器在机器人、人机交互和损伤监测等领域的应用提供理论与实验指导。

关键词： 机车   主动齿轮   空心结构   端面齿  

摘要： 集中动力机车是机车领域的一个新分支,集中动力齿轮副的传动是技术难点,文中研究了一种新型主动齿轮结构,并对其进行了结构强度和端面齿强度的校核计算,该结构设计具有创新性,为机车齿轮传动提供了新思路。