关键词： 发动机齿轮   应力模拟分析   应变模拟分析   模具磨损  

摘要： 文章通过数值模拟方法,系统分析汽车发动机齿轮在锻造过程中的应力分布及模具磨损特性。基于有限元分析技术,对齿轮闭式模锻过程中的等效应力(最大566MPa)和应变集中区域(如齿根)进行模拟,揭示应力集中与锻造缺陷的关联性。结合模具设计原则(精确性、耐用性、可维护性),优化材料选择(高速钢、硬质合金)、结构设计(受力均匀化)与制造工艺(电火花加工、线切割)。研究通过降低锻造速度、调整模具参数,将模具磨损量控制在0.0000301mm以内,显著提升模具寿命。该成果为发动机齿轮的高效制造与模具延寿提供理论依据和技术支持。

关键词： 小波变换   自注意力   CNN   故障诊断   行星齿轮箱  

摘要： 针对传统故障诊断技术在快速精确地解决行星齿轮箱故障信号面临的挑战,文中提出了一种基于小波变换和自注意力增强卷积神经网络(CNN)的行星齿轮箱故障诊断方法。该方法有效结合了Self-Attention建立全局依赖的能力和CNN对局部特征处理的优势。首先,利用小波变换将采集的振动数据转换为包含信号的二维时频图,再利用改进的CNN模型对图像数据进行处理,以实现对行星齿轮箱故障状态的诊断。实验结果表明:该方法具备一定的稳定性和准确性,在行星齿轮箱故障诊断领域有一定的应用潜力。

关键词： 螺旋伞齿轮   热锻模具   闭式模锻   复动顶出机构  

摘要： 文章在分析汽车发动机螺旋伞齿轮设计理论的基础上,结合实际的闭式模锻工艺要求,选用复动闭式模具成型方案,根据45钢金属力学性能和热作模具钢(4Cr5MoSiV1)材料性能,提出热锻模具预热(温度250℃)、动模压锻速度(70mm/s)和摩擦系数(0.3)等工况参数,并通过设计复动模具结构(浮动模芯、齿模内/外圈)来增加流动性并提高型制精度、结合使用压力垫板减轻压应力和灰铁模座降低模具制造成本、应用复动顶出结构来解决锻件卡模问题、采用组合式凹模和弹簧复位以解决飞边问题来实现螺旋伞齿轮制造,为其高生产率、高锻件表面品质的制造提供了可靠设计理论和制造依据。

关键词： 齿轮   正交试验法   注塑工艺   WOA-BP神经网络   模流分析  

摘要： 注塑加工工艺参数对曲线构型齿轮成型精度有显著影响。以降低聚甲醛(POM)曲线构型齿轮的注塑成型最大翘曲变形量为目标,优化熔体温度、模具温度、冷却时间、保压时间、保压压力和注射压力6个主要工艺参数。基于正交试验法与Moldflow模流仿真分析,获得不同工艺参数下的最大翘曲变形量,通过极差与方差分析得到初步最优工艺参数,再次对主、从动齿轮分别进行正交试验,缩小最优工艺参数范围;提出基于鲸鱼算法优化BP神经网络(WOA-BP)的预测方法,将正交试验数据作为训练样本,结合正交试验法选取微小步长,得到更优工艺参数组合;最后进行仿真验证。结果表明,齿轮副最大翘曲变形量分别减小24.5%和35.3%,提出的优化研究方法能够提高最佳注塑工艺参数的设计效率,具有较高的准确性。

关键词： 高合金钢齿轮   疲劳失效   碳化物   粗针状马氏体  

摘要： 采用体视显微镜、扫描电镜、金相显微镜及显微硬度测试研究了高合金钢齿轮双向弯曲疲劳失效的原因。结果表明,疲劳裂纹主要在齿根与端面交界位置萌生并扩展,源区为点源,源区未见冶金缺陷、加工损伤和其它损伤特征。渗碳层组织由粗针状马氏体、粒状碳化物及残留奥氏体组成,其中齿轮端面马氏体呈粗针状,级别超过6级,是导致过早疲劳失效的主要原因。齿轮端面经渗碳后表层残留奥氏体含量过高,淬火过程中组织遗传而产生粗大马氏体组织是导致齿轮疲劳性能较低的主要因素。建议降低齿轮组织中残留奥氏体含量,细化淬火保温过程奥氏体晶粒尺寸,减少粗针状马氏体比例,避免过早失效。

关键词： 齿轮箱   齿轮Circular图   特征指标   智能故障诊断  

摘要： 齿轮Circular图是用于与时域同步平均(Time Synchronous Averaging,TSA)相结合的一种结果呈现方法,可以将TSA提取到的齿轮啮合振动波形直观、清晰地展现出来。针对齿轮Circular图绘制参数设置和其缺少量化指标的问题,提出了用于波形边缘识别的F_(i)指标和基于Hu氏不变矩的Y_(i)指标。首先,使用TSA算法提取出齿轮啮合振动信号,通过计算最小F_(i)指标确定振动信号波形的上、下边缘;其次,利用上、下边缘参数绘制齿轮Circular图;再次,将齿轮Circular图分割为4个部分,通过计算分割后图片的Hu氏不变矩得到齿轮Circular图的Y_(i)指标;最后,基于从齿轮Circular图中提取出的Y_(i)和F_(i)指标,使用K最近邻(K-Nearest Neighbor,KNN)分类器对齿轮振动信号进行分类。仿真信号及齿轮断齿、裂纹故障信号的处理结果表明了该方法的有效性。

关键词： 汽车后桥从动齿轮   闭式模锻   终锻模具设计   压力机选型  

摘要： 围绕汽车后桥从动齿轮终锻模具参数设计展开研究,探讨了闭式模锻工艺在齿轮制造中的应用及关键参数优化。通过工艺分析对比了开式与闭式模锻的优缺点,指出闭式模锻在材料利用率、生产效率及锻件精度上的显著优势。针对齿轮锻件特性,提出了毛坯尺寸计算模型(坯料直径233mm,最终选取240mm),并基于热锻件图完成了终锻模膛设计。结合单位挤压力与总挤压力计算(F=17571kN),选定20000kN热模锻压力机以确保安全性与工艺稳定性。研究结果表明,闭式模锻结合合理的模具参数设计可有效降低飞边损耗、提升锻件成形质量,为汽车齿轮高效精密制造提供了理论依据与实践参考。

关键词： 谐波齿轮传动   多源干扰   干扰观测器   扩张状态观测器   迟滞  

摘要： 谐波齿轮传动系统能调节转速和扭矩,但因具有传动误差、挠性刚度、摩擦和迟滞等多源干扰,理想地将其等效为比例环节,难以在精密运动控制中达到期望精度.针对多源干扰下谐波齿轮传动系统精细角位置控制问题,本文设计了一种将干扰观测器(DO)和扩张状态观测器(ESO)相结合的强抗扰控制(EADC)策略,其中DO用于估计已知部分动态特性的迟滞干扰,ESO用于估计除迟滞之外的总扰动.通过“前馈+反馈”的复合控制结构,实现了对多源干扰的同时补偿和抑制,从而保证谐波齿轮传动系统精度.本文分析了DO和ESO的收敛性、闭环系统的稳定性,对比了摩擦前馈补偿控制、自抗扰控制、基于干扰观测器控制和EADC方法的跟随和抗扰性能,数值仿真结果表明,EADC优于其他3种控制,验证了算法的有效性.

关键词： 变转速工况   齿轮   北方苍鹰优化算法   卷积自注意力长短期记忆网   智能诊断  

摘要： 为提高齿轮在变转速工况下的故障识别效率和准确率,提出了一种基于改进北方苍鹰优化(improved northern goshawk optimization,INGO)算法优化卷积自注意力长短期记忆网络(convolutional self-attention long short-term memory network,CSA-LSTMN)的变转速齿轮故障智能识别方法,即INGO-CSA-LSTMN。针对传统北方苍鹰优化算法训练时间过长和容易陷入局部最优的问题,引入正弦脉冲调制混沌映射和随机莱维飞行策略,提出一种INGO算法,并将其应用于所构建的CSA-LSTMN模型的关键参数寻优,以提高该模型的稳定性及训练效率。通过测试函数的检验表明:INGO算法具有更快的收敛速度,可更准确地找到最优解。通过2种不同试验台齿轮数据集的分析表明:相较于其他常用网络模型,INGO-CSA-LSTMN模型对于不同工况下的齿轮故障具有更高的识别精度,准确率均在99.9%以上。

关键词： 科学活动   传动   齿轮   旋转方向   速度   大班  

摘要： 设计意图齿轮是生活中广泛运用的一种零件,对大班幼儿来说,齿轮既熟悉又陌生。我们发现,幼儿在游戏中已经积累了有关齿轮传动的初步经验,也会偶尔讨论与齿轮旋转方向、速度等有关的问题。