关键词： 齿轮系统   动力学模型   有限元分析   故障诊断  

摘要： 【目的】核电能源已成为我国乃至全球未来能源发展的主要趋势,核电装备作为高精密型制造领域的代表之一,其设计与制造具有极高的技术含量和要求。在核电循环泵用齿轮箱方面,其设计要求传递功率大、使用寿命长;相对于传统齿轮箱,其设计难度更大。针对上述问题,许多相关学者从动力学、机械设计、大数据、优化算法等方面进行了大功率核电循环泵齿轮箱的深入研究。综述了近十年来大功率核电齿轮箱传动系统在动力学分析领域的研究进展。重点探讨了集中参数法、有限元法以及刚-柔耦合法等主要分析方法的应用与发展。【展望】对大功率核电齿轮的三维建模技术和力学耦合模型模拟计算的进步进行了全面概述,并指出了该领域未来的研究趋势与核心关注点。此外,针对核电循环泵在实际应用中面临的装配工艺、润滑、故障诊断、后期维修以及安全监测等问题,提出了相应的改进措施与潜在的研究方向,以期为该领域的持续发展提供有益参考。

关键词： 齿轮非线性振动   齿面磨损   多初值分岔   动态失稳盆   共存吸引子  

摘要： 齿轮副安装误差加速齿面磨损,过度磨损会加剧轮齿啮合振动和非线性振动,引起齿轮过早失效,从而导致严重事故。为此,研究基于齿面磨损失效的齿轮传动系统动态失稳盆转迁机理对齿轮传动的安全可靠运行至关重要。考虑安装误差的影响计算齿轮副实际重合度;通过分析重合度与齿侧间隙的协同作用,提取齿轮副多状态啮合特征;计算并分析安装误差影响下时变啮合刚度、载荷分配系数和总动态啮合力的演化规律;建立含安装误差的直齿轮传动系统多状态啮合非线性动力学模型。基于非线性动态啮合力和Archard磨损模型,计算齿面磨损深度并构建基于齿面磨损失效的健康域。利用多初值分岔图、啮合力时间历程图、相图、Poincaré映射图和吸引域等,研究齿侧间隙与多初值的联合变化对动态失稳盆侵蚀与转迁规律的影响。结果表明,安装误差降低了齿轮副重合度和啮合刚度,非完全分岔引起共存多吸引子啮合力超限,导致动态行为的健康失稳,诱发动态失稳盆的侵蚀。间隙较大时在初值域的大部分范围内系统处于健康失稳状态。

关键词： 故障诊断   SKNet注意力网络   小波自适应阈值降噪(WATD)   马尔可夫转移场(MTF)   残差网络  

摘要： 针对齿轮箱工作环境复杂多变含噪声大、不同工况下模型泛化性能弱而导致训练准确率低等问题,提出一种小波自适应阈值降噪(wavelet adaptive threshold denoise,WATD)结合马尔可夫转移场(Markov transition field,MTF)与改进的残差网络齿轮箱故障诊断方法。在ResNet18模型的基础上融合了SKNet注意力网络,构成了SK-ResNet18模型,来提高ResNet18模型对重要特征的提取能力。利用WATD算法对一维信号进行去噪,将去噪后的一维信号生成包含时序信息的MTF二维特征图,并输入到改进后的网络中进行特征提取,最终利用网络全连接层实现对故障种类的精确识别。利用东南大学齿轮故障数据集和QPZZ-II试验台采集的齿轮故障数据对该方法进行试验验证,结果表明:该方法能有效识别故障类型,相比其它智能算法,该方法在数据降噪后与不同工况下均表现出较高的优越性和可泛化性能。所提方法可为实际工业的齿轮箱故障诊断任务提供一定的参考价值。

关键词： 行星齿轮传动系统   模态跃迁   参数灵敏度   模态能量  

摘要： 针对行星齿轮传动系统优化设计过程中确定参数有效设计范围的问题,开展两级行星齿轮传动系统参数动态灵敏度研究。以车用两级行星齿轮传动系统为研究对象,采用拉格朗日方程构建系统的固有振动模型,对两级行星排的振型特点进行归纳总结,推导行星系统的振动能量的表达式,揭示了振动能量的分布状态及能量只在同一阶次振动传递的规律。进一步探究了系统固有频率的模态变化机理,阐述参数变化引发系统固有频率模态跃迁的振动能量传递本质。采用求导法推导系统固有频率的参数灵敏度方程,研究模态跃迁现象对参数灵敏度的影响规律,揭示固有频率灵敏度随参数取值改变的动态变化规律,提出了基于模态跃迁现象划分参数灵敏度区间的方法,实现对优化设计阶段变量取值范围选择工作的有效指导。

关键词： 圆柱齿轮   精密测量   运动精度   接触精度   检测误差   质量控制  

摘要： 基于航空齿轮加工过程中难以在某一工序全面地评价其质量,本文根据航空圆柱齿轮的理论模型及检测标准,选择影响其工作性能的一齿转角精度、一转转角精度、接触精度、齿厚误差等四项进行检测,同时控制检测误差,从而分析齿轮的尺寸精度、运动精度、接触精度等是否达到要求。为航空圆柱齿轮的质量控制提供理论依据和实践指导,降低齿轮的试错成本,提高了航空圆柱齿轮的加工质量,促进了工厂的精益生产。

关键词： VH-CATT圆柱齿轮   啮合特性   LS-DYNA  

摘要： 变双曲圆弧齿线(VH-CATT)圆柱齿轮作为一种新型齿轮,具有优异的啮合传动性能,因此分析其啮合特性具有重要意义。为了分析不同载荷大小和不同载荷类型对其啮合特性的影响,运用有限元分析软件LS-DYNA在不同载荷大小和不同载荷类型条件下对齿轮传动系统的啮合过程进行分析,得到该圆弧齿轮在整个啮合过程中齿面压力、等效塑性应变、等效应力和最大剪切应力的变化趋势。研究结果表明:随着载荷的增大,该圆弧齿轮啮合过程中的危险时间点逐渐靠近啮入阶段,且该圆弧齿轮即使在交变载荷条件下,仍未有明显的二次啮入冲击,具有良好的啮合性能。研究结果可为VH-CATT圆柱齿轮传动设计、制造提供一定的理论依据。

关键词： 齿轮泵磨损   结构优化   CFD模型   流固耦合  

摘要： 针对某微型涡喷发动机的燃油齿轮泵齿轮磨损严重问题,优化设计了外啮合齿轮泵结构,建立了涡喷发动机齿轮泵内部流场的CFD模型,利用Fluent计算齿轮泵的内部流场特性,分析齿轮泵内部流场的压力、速度分布,使用流固耦合方法研究了齿轮泵的变形。结果表明:优化设计后的齿轮泵最大静压发生在排油腔啮合处,最大静压小于未优化设计齿轮泵的最大静压。有效降低了齿轮泵轮齿受到的压力;优化设计后的齿轮泵径向变形程度小于未优化设计的齿轮泵径向变形,有效降低了齿轮泵轮齿变形程度;优化设计后的齿轮泵流速与未优化设计的齿轮泵流速基本相同,对控制精度没有影响。

关键词： 海上平台   透平发电机   行星齿轮箱   故障诊断传感器安装布局  

摘要： 针对海上平台透平发电机齿轮箱在线监测需求,分析了不同监测手段对齿轮箱故障的有效性,结合现场机组结构与运行特点,设计了传感器安装布局方案,利用在线监测系统完成了数据采集和分析诊断,可有效掌握海上平台齿轮箱关键部件运行状态。

关键词： 域适应   齿轮箱   故障诊断   迁移学习   多通道融合  

摘要： 针对齿轮箱故障诊断中存在的单一传感器数据有限、可靠性低和泛化能力不足等问题,提出一种结合域适应残差网络与多通道融合的方法。首先,采用粒子群算法对变分模态分解(VMD)进行参数寻优;其次,对齿轮箱多通道原始数据进行VMD分解,进行初步特征提取,并引入注意力机制对各个通道的特征进行加权;然后,利用改进的残差网络进行深度特征提取来增强模型对数据的表征能力;最后,采用最大均值差异(MMD)和交叉熵分类损失作为优化目标,使用softmax分类器输出故障类别的预测概率,通过微调目标域模型,实现了齿轮箱在多工况下的样本分类任务。与加权多通道融合深度迁移学习算法相比,在4种不同工况下的诊断精度分别提高了3.38%、4.17%、3.13%和1.25%。

关键词： 电传动自卸车   轮边减速机   齿面接触强度   结构优化  

摘要： 以某电传动自卸车轮边减速机为研究对象,采用有限元法对各级齿轮副齿面接触强度进行静力学仿真分析,得到各级齿轮副齿面接触疲劳强度安全系数,并对安全性能最低的齿轮副提出结构改进措施以降低齿轮副的齿面接触强度,提高轮边减速机行星齿轮副接触强度安全性能。经过结构优化,齿轮副接触强度最低安全系数提升15%,可有效抑制齿轮的过早失效。