关键词： 故障诊断   齿轮断齿故障   船舶柴油机   齿根弯曲应力  

摘要： 本文以某型国产船用20V柴油机正时传动齿轮为研究对象,针对其频发的断齿故障问题,考虑各类型内外综合激励影响,对柴油机多分支齿轮传动轴系进行集总参数化弯扭耦合动力学建模,基于Newmark逐步积分法进行强迫振动响应预测,并结合实机测试数据验证模型的准确性。考虑动载荷影响对传统齿根弯曲应力载荷谱进行修正,并对故障齿轮进行了强度疲劳校核。研究表明,柴油机供油凸轮端从动正时齿轮处的响应能量峰值达到飞轮端响应能量峰值的5.2倍,说明从动正时齿轮处转速波动过大,扭振特性恶劣,此时齿根弯曲疲劳安全系数仅为1.35,处于一般可靠度范围,极易发生断齿故障。基于工程实践经验,对故障齿轮传动系统提出振动优化设计方案,提升故障齿轮的弯曲疲劳安全系数至1.61,以确保轴系安全稳定运行。研究结果从动力学角度揭示了正时齿轮断齿故障机理规律,为齿根弯曲应力精确预测与性能优化方向提供一定的理论指导,为柴油机正时齿轮轴系的振动响应分析与减振降噪提供理论支撑。

关键词： 卷积神经网络   齿轮   故障诊断   全局平均池化   并行模块  

摘要： 由于工作环境和复杂工况的影响,齿轮容易损坏,以致造成巨大经济损失和人员伤亡,因此,齿轮故障的早期诊断越来越重要。为了解决齿轮故障早期诊断问题,文中提出了一种基于改进卷积神经网络的齿轮故障诊断方法。该方法基于经典的卷积神经网络(Convolution Neural Networks, CNN),引入了全局平均池化层替代全连接层用于提高神经网络的诊断效率,且加入并行模块结构用于提高故障诊断的准确率。使用齿轮故障数据集进行了试验验证,结果表明:提出的神经网络相比CNN能够有效提高齿轮的故障诊断效率和准确率,具有重要的工程应用意义。

关键词： 大型齿轮   激光跟踪仪   齿廓精度  

摘要： 对于直径超过8 m的矿用磨机大型齿轮,其齿廓精度检测受限于检测设备体积。基于此,介绍了激光跟踪技术在齿轮检测中的应用;建立齿廓数学模型,开发全新的检测方法;实现了大型齿轮齿廓的在位测量,解决了8 m以上大型齿轮齿廓精度检测难题,为齿轮加工质量提供了保障。

关键词： 齿轮轴   碳势   粗针状马氏体   网状碳化物   沿晶断裂  

摘要： 某高压断路器在300次开合试验后动作异常,对其进行解体后发现一级齿轮轴发生断齿现象。采用宏观观察、化学成分分析、硬度及渗碳层深度测试、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法对齿轮轴断齿原因进行分析。结果表明:渗碳时温度及碳势偏高,导致组织中产生粗针状马氏体和网状碳化物,使材料的脆性增大;齿轮轴在转动过程中,首先在齿根脆性相附近产生显微裂纹,在应力作用下,裂纹沿晶界进一步扩展,最终导致齿轮轴发生沿晶断裂。

关键词： 齿轮理论   摆线圆柱齿轮   连续分度   高效加工  

摘要： 研究了一种可采用连续分度铣削法进行加工的摆线圆柱齿轮。与传统的圆柱齿轮不同,这种齿轮的轮齿沿其轴线方向呈摆线形。该齿轮具有承载能力大、传动平稳、无轴向力等特点;尤其是可采用连续铣削的加工方法,大大提高加工效率。摆线圆柱齿轮可采用圆盘铣刀加工,圆盘铣刀上装有可更换的刀片,同一模数的齿轮只需要一把盘铣刀,通过更换刀片可进行不同模数齿轮的加工。首先,基于齿轮啮合理论推导了摆线圆柱齿轮的数学模型,利用自行开发的计算软件生成离散齿面点,建立三维模型;然后,阐述了圆盘铣刀的几何设计和齿轮的加工原理;最后,从齿轮特性、加工效率和标准化生产3个方面说明了该齿轮的优势。研究为圆柱齿轮的设计和加工提供了新的思路和基础。

关键词： 风力发电   增速箱   多级齿轮   行星齿轮传动系统   跟踪微分器   模糊PD控制器  

摘要： 为提升大型风电的使用寿命,降低齿轮传动运行振动速度,提出大型风电增速箱多级齿轮传动自动安全控制方法。根据行星齿轮传动构建多级齿轮扭转模型,以齿轮传动时产生的振动加速度误差及误差变化率作为模糊PD控制器输入数据,通过计算比例、微分系数,得到多级齿轮传动控制量。使用非线性跟踪微分器对模糊PD控制器进行优化,增加模糊PD控制器的抗噪声能力,进一步提升控制的准确性。实验结果表明,采用该方法控制后,多级齿轮抖动速度得到降低,且齿轮间的动态接触可以在长时间内保持最佳区间。由此证明,该方法能够有效提升大型风电的使用寿命,为工程实际应用提供技术支持。

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： 差速器壳体   半轴齿轮   新能源汽车   燃油汽车   数字化测量   对齐方式   传动齿轮   机电技术  

摘要： 汽车差速器最开始是由法国雷诺汽车公司创始人路易斯·雷诺经过逐步改进发明出来的,它包括差速器壳体、行星/半轴传动齿轮、一字轴或十字轴等部件,主要用来解决汽车在行驶时因左右两轮行程不同而造成的刚性干涉问题,在燃油汽车和新能源汽车中均有广泛使用。差速器技术的进步和汽车行业息息相关,近年来随着机电技术的迅猛发展和汽车轻量化、零件一体化的发展趋势,这对差速器的设计水平、制造水平、制造周期、制造成本有了很多新的要求。

关键词： 立铣刀   剖分式直齿锥齿轮   数控加工   后置处理   运动求解  

摘要： 为了实现剖分式直齿锥齿轮的数控加工,基于直齿锥齿轮剖分切齿的刀位求解,结合通用五坐标数控机床,建立立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮的坐标转换关系,推导各坐标系之间的转换矩阵。根据已知的刀轴矢量和刀心坐标,分别求解立铣刀侧铣剖分式直齿锥齿轮时的机床直线运动轨迹、回转运动轨迹的显函数表达式。通过VERICUT软件的切齿加工仿真,初步验证了运动轨迹的正确性。通过实际的齿面加工及齿面检测,进一步验证了立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮数控加工运动求解的正确性。

关键词： 行星齿轮箱   噪声干扰   输入Dropout   多尺度卷积核   故障诊断  

摘要： 为了降低随机噪声对行星齿轮箱振动信号造成的干扰,设计了一种采用卷积神经网络(A-CNN)算法的行星齿轮箱故障诊断,可以实现对噪声的良好抗干扰性能,采用A-CNN进行处理时可以通过Dropout实现输入信号的随机干扰,再以多尺度卷积核模块完成干扰信号开展特征分析和多尺度特征学习的过程。研究结果表明:采用Dropout处理信号后能够大幅提升模型抗噪性能,当设置3dB强噪条件时提升近10%。当噪声强度低于6dB时,(15×15)卷积核获得比了比(7×7)卷积核更优的效果。当噪声水平上升后,测试模型准确率降低。与其它算法进行比较可知,设计的A-CNN算法在各噪声水平测试集都达到了最优性能。当受到3dB强噪干扰时,A-CNN可以获得比AlexNet提升20%准确率,并且与VGG相比也可以提升近10%准确率。