关键词： 纯滚动啮合   啮合线方程   圆弧齿廓   啮合性能  

摘要： 【目的】为了研究基于啮合线方程主动设计的法向圆弧齿廓纯滚动圆柱齿轮设计方法,深入了解该新型齿轮的啮合特性,包括接触斑痕和非承载传动误差,同时为了更好地掌握中心距误差、交叉轴误差和交错轴误差对螺旋线修形的法向圆弧齿廓纯滚动圆柱齿轮啮合特性的影响,开展了一系列研究工作。【方法】由法向截面的圆弧齿廓推导大轮(从动轮)和小轮(主动轮)端面工作齿廓,端面全齿廓由端面工作齿廓与Hermite曲线构造的根部过渡曲线组合而成,二者在连接点光滑连接;轮齿全齿面由端面全齿廓分别沿小轮和大轮的纯滚动接触线扫掠而成。建立了用于轮齿接触分析的基本设计参数、齿面方程和数学模型,同时,对小轮进行螺旋线抛物线修形来对比齿面啮合特性。【结果】无论是否采取螺旋线抛物线修形,其轮齿接触分析结果充分验证了纯滚动啮合设计思路:所有接触斑痕的中心均位于齿面节线,可以实现纯滚动啮合传动;抛物线形的非承载传动误差曲线由小轮螺旋线修形实现,可以吸收由于错位安装所引发的噪声和振动。该法向圆弧齿廓纯滚动圆柱齿轮具备中心距可分性,但是它对交错轴安装误差更加敏感。本文为后续的应力分析和承载传动误差的深入研究奠定了基础。

关键词： 振动分析   齿轮减速器   故障诊断   频谱分析   包络分析  

摘要： 随着现代工业设备的复杂性和运行环境的日益恶化,齿轮减速器作为关键机械部件,其故障诊断显得尤为重要。振动分析技术作为一种有效的故障诊断工具,通过捕捉设备振动信号的特征,能够精准识别齿轮、轴承、轴系等部件的早期故障。本文综述了振动分析技术在齿轮减速器故障诊断中的应用,详细探讨了频谱分析、包络分析、小波变换等技术的原理和方法。同时,介绍了智能诊断、在线监测及多信号融合等先进技术的应用。通过这些技术的结合,能够提高故障诊断的准确性、实时性和智能化水平,为齿轮减速器的健康管理和维护提供了重要支持。

关键词： 啮合冲击   解析模型   动态特性   行星齿轮   盾构机  

摘要： 为揭示太阳轮-行星轮间啮入冲击诱发行星轮系内、外啮合状态演变规律,建立盾构机行星齿轮内、外啮合齿轮副线外啮入冲击激励解析计算模型,与齿轮副有限元显式动态接触模型对比,验证解析模型合理性;进而,搭建啮入冲击诱发行星轮-齿圈、行星轮-太阳轮线内冲击机理模型,研究外啮合齿轮副啮入冲击对行星轮-齿圈内啮合状态、太阳轮-行星轮外啮合状态的影响规律,阐明太阳轮-行星轮-齿圈多点冲击激励变化规律;而后,建立盾构机行星齿轮系统集中质量模型,计算不同冲击激励下内、外齿轮副间啮合力,阐明冲击激励与齿轮副啮合力间动态演化规律;最后,搭建行星轮系统显示动力学模型,提取外、内啮合齿轮副啮合力与接触力,与理论解析结果进行对比,验证理论模型合理性。结果表明:内、外啮合冲击力数值与解析解吻合良好,相对误差为4.09%;行星轮系统线外啮入冲击将诱发内、外啮合齿轮副线内冲击;行星轮系冲击激励呈周期性变化,将诱发行星轮系内、外啮合齿轮副间啮合力改变,啮入冲击激励会使齿轮副间动态啮合力减小,而诱发的线内冲击激励会使齿轮副动态啮合力增大,导致行星轮系统振动加剧;行星轮系统有限元仿真数值解与解析解对比,外、内啮合啮入冲击相对误差分别为3.21%、6.40%,平均啮合力误差分别为6.93%,3.80%,验证了理论模型的正确性。

关键词： 直齿轮   齿面分形   EHL模型   膜厚比  

摘要： 结合几何物理特性和微观效应,建立渐开线直齿轮三维EHL模型进行齿轮啮合润滑状态研究,并进行界面参数对其影响规律分析。结果表明:齿轮啮合接触参数沿单啮合齿廓均呈现非线性增长或减小;润滑油出口处出现较明显的二次压力峰和端部存在压力边缘效应,且伴随油膜颈缩现象及端部油膜厚度减小;粗糙面使得油膜压力和膜厚出现微量波动,并分形越粗糙分布越分散和陡峭,表明齿面充分润滑和提高加工精度能够提高齿轮的抗疲劳性能。

关键词： 机械齿轮箱   小波分解   核Fisher判别分析   随机配置网络   故障诊断  

摘要： 机械齿轮箱是机械传动装置的重要组成部件,其故障时产生的振动信号常表现出非平稳性和不确定性。为了自动辨识机械齿轮箱故障模式,同时降低网络模型构建的复杂度,提出了一种基于核Fisher判别分析(KFDA)与随机配置网络(SCN)的机械齿轮箱故障诊断方法。该方法首先使用小波分解方法对机械齿轮箱振动信号进行分解,得到不同频率的子信号,并计算子信号的能量特征;然后利用KFDA对能量特征进行特征空间映射,以提升故障模式的分辨度;最后利用SCN的随机增量学习优势,完成故障辨识模型的训练和验证。仿真结果表明,应用KFDA与SCN的机构齿轮箱故障诊断方法,总体识别准确率可达91.5%。

关键词： 多目标优化   分解算法   自适应   进化算法应用  

摘要： 分解的多目标算法是利用一组权重向量将一个多目标优化问题分解为一组标量子问题。针对当帕累托前沿是一个多峰和断裂等其他较复杂的情况下,均匀分布的权重向量往往收敛效果较差的问题,提出了一种种群分区管理的自适应方法用来保持种群的多样性与收敛性之间的平衡。首先,采用了一种均匀随机的权重向量生成方式进行初始化;其次,采用Tchebycheff分解方法进行子代的更新;再次,将提出的自适应方法对分解的多目标进化算法进行了改进;最后,通过在标准测试函数和齿轮减速器的优化仿真,证明了提出的算法的有效性。

关键词： 风电齿轮   齿轮接触   构型力   界面应力   损伤演化  

摘要： 风电机组齿轮箱长期处在随机风载等复杂环境下,其齿轮接触疲劳成为限制风电机组装备稳定性与可靠性的关键因素,进行齿轮接触损伤演化机制研究面临着应力状态复杂、损伤各向异性及失效建模困难等难点。材料构型力理论可以描述缺陷构型变化对材料自由能的影响,可用来预测材料的损伤和失效行为。基于构型力理论建立齿轮接触损伤模型,选取齿轮接触承载关键区域进行齿轮接触界面应力场仿真分析,模拟在接触载荷作用下齿轮接触损伤演化过程。结果表明,构型力理论损伤模型可以有效模拟齿轮接触损伤现象,解释齿面点蚀和剥落,对准确预测齿轮接触疲劳寿命具有指导意义。

关键词： 变速器   双动力耦合   降噪   齿轮设计  

摘要： 变速器齿轮降噪设计,可以有效缓解传动过程中的啮合冲击,进而提升整车NVH性能。首先,了解齿轮降噪设计的研究现状,识别关键的齿轮降噪设计关键点;其次,构建双动力耦合变速器传动构型及完成齿轮宏观参数的匹配;最后,构建双动力耦合变速器动力学模型,运用仿真分析方法进行齿轮的微观修型。研究结果表明,双动力耦合变速器齿轮降噪设计通过宏观参数匹配及齿轮微观几何修形,可以有效地改善齿轮的齿面接触应力分布,对提升齿轮副啮合性能具有积极作用。同时,设计过程可以为电动工程机械多动力耦合变速器齿轮设计提供重要借鉴。

关键词： 附件传动齿轮   振动疲劳寿命   表面粗糙度  

摘要： 某型机附件传动齿轮工作过程中产生裂纹,引起齿轮失效原因为高周振动疲劳破坏。振动频率为齿轮啮合频率,以该频率为激振频率进行了齿轮的振动疲劳试验。采用-曲线高循环区公式Stromeyer方程结合试验数据计算获得齿轮在1×10^(7)循环基数下的振动疲劳极限。得到了两组不同表面粗糙度齿轮的疲劳寿命,分析结果表明提高结构表面光洁度可提高疲劳寿命。

关键词： 变分模态分解   改进鲸鱼优化算法   最大相关峭度反卷积   故障诊断   齿轮箱轴承  

摘要： 针对风电齿轮箱变工况和强噪声干扰条件下故障信号信噪比低,滚动轴承微弱故障特征难以提取的问题,提出一种结合改进鲸鱼优化算法(IWOA)、变分模态分解(VMD)和最大相关峭度解卷积(MCKD)的方法以提取滚动轴承的微弱故障特征。首先,引用Logistic混沌映射、余弦收敛因子和自适应权重改进鲸鱼优化算法(WOA);其次,IWOA利用最小平均包络熵为指标确定VMD与MCKD算法的最优参数,突出信号中的故障冲击成分;最后,通过包络谱提取出轴承故障特征频率。仿真数据和实际风场数据案例分析结果表明,该方法能够有效提取出强噪声背景下的滚动轴承微弱故障特征。