关键词： 薄壁齿轮   节径振动   约束阻尼   模态应变能   减振  

摘要： 为抑制薄壁齿轮的摇型节径振动并提升其传动效率,设计一种应用于齿轮上的阻尼结构。以薄壁齿轮为基础研究对象,首先,采用有限元方法计算其摇型节径振型,利用模态应变能法分析阻尼结构对摇型节径振型阻尼性能的增强作用;其次,通过有限元强迫振动响应法,进一步对薄壁齿轮阻尼结构在理论上的减振效果进行计算;最终,开展对比实验,验证阻尼结构对高阶摇型节径振动的实际减振效果。结果表明:设计的阻尼结构能有效抑制薄壁齿轮的摇型节径振动,使得齿轮的啮合振动显著降低;阻尼结构理论上可降低啮合振动4.9~14.1 dB;实验验证在接近摇型节径振型的啮合频率激励下,大齿轮薄壁阻尼结构在轴向、垂向、横向上实际减振效果分别为4.5,7.7和8.9 dB。

关键词： 人字齿轮   承载接触分析   圆弧修形   齿面交错角   轴向位移   牛顿迭代法  

摘要： 针对人字齿轮制造加工导致左、右齿面存在不同程度的对称性偏差,以及传统轴向位移迭代法受误差尺度限制的问题,以某型高速列车人字齿轮为研究对象,提出了一种新的轴向位移迭代方法,并建立人字齿轮承载接触分析(LTCA)模型。该模型以有限元法和有限长线接触理论为基础,在载荷-变形协调方程中考虑不同啮合点处螺旋角的差异,采用牛顿迭代法计算主动齿轮轴向位移,通过LTCA模型分析了轮齿圆弧修形与齿面交错角对啮合激励和载荷分布的影响。研究结果表明:牛顿迭代法可适用于含不同误差类型的人字齿轮LTCA模型,且小误差下牛顿迭代法比传统迭代法的计算时间减少70%,圆弧修形量从2μm增至15μm,时变啮合刚度均值降低38%,啮合误差均值提高39%;当输入扭矩为500 N·m时,两侧齿面中部最大法向啮合力由100 N增大到370 N;随着齿面交错角的增大,时变啮合刚度均值提高,啮合误差均值减小,交错角相位差从0增加到π,时变啮合刚度、啮合误差的幅值分别降低了54%和79%。该研究结果可为人字齿轮啮合稳定性的提高提供新思路。

关键词： 激光焊接   半轴齿轮   堵盖   焊接质量  

摘要： 通过激光焊接工艺将差速器半轴齿轮和堵盖紧密结合在一起,保证半轴齿轮和堵盖组能储油并防止润滑油泄漏,是差速器半轴齿轮生产制造中的重要手段。本文探讨了通过优化母材过盈量、采用焊接母材切碳处理、预防焊接开裂等关键技术,实现了差速器半轴齿轮和堵盖组件激光焊接质量的显著提升。

关键词： 齿轮   电解质等离子体抛光   表面质量   电场仿真  

摘要： 针对齿轮工件几何形状的复杂性和现有抛光方法的局限性,开展了电解质等离子体抛光齿轮的实验研究,观察抛光过程中气层的动态变化,分析齿轮的几何形状变化和表面微观形貌,最后通过有限元仿真揭示了齿轮及其附近电解液的电势和电场分布规律。实验结果表明,电解质等离子体抛光技术能有效改善齿轮表面质量,表面粗糙度由Sa0.556 μm降至Sa0.362 μm,但针对粗糙度值较高的轮齿表面,该方法不具备轮齿修形能力。仿真结果表明,电压降主要集中在齿轮工件附近,齿轮工件附近电场整体分布均匀,但齿轮轮廓上曲率突变的位置有一个较大的电场波动。

关键词： 风电机组   齿轮箱   故障诊断   贝叶斯定理   特征选择   CPU并行  

摘要： 针对深度学习的风电机组齿轮箱诊断方法在噪声环境下的鲁棒性较差且在带标签的样本不足时存在诊断精度较低的问题,提出基于RFECV-GNB风电机组齿轮箱故障诊断方法。该方法结合了交叉验证递归特征消除法(RFECV)在故障数据较少时能有效挖掘故障信号的本质特征,以及高斯朴素贝叶斯(GNB)快速高效的性能进行风电机组齿轮箱的故障诊断。同时,针对RFECV训练时间较长这一问题,提出一种基于CPU并行的任务“打包”算法来提高诊断模型的训练速度。该方法通过超额分配逻辑CPU(LCPU)的方式,实现了LCPU之间工作的有效平衡,以此缩短建模时间。最终,通过多个故障数据集进行实验验证,结果表明在相同故障样本数量下,所提方法与传统方法相比,在诊断精度和建模速度上具有明显优势。

关键词： 齿轮油   风力发电   废油再生  

摘要： 采用物理或化学方法处理废工业齿轮油可实现其再生利用。对处理废工业润滑油的已产业化的工艺,包括沉降法、过滤法、溶剂萃取法、减压蒸馏法、吸附法和化学处理法、加氢精制法的机理和操作条件进行综述。结合风力发电机组齿轮油的情况及其劣化过程,介绍了国内现有技术发展情况,并探讨了未来发展方向。

关键词： 齿轮传动   并车汇流   时变啮合刚度   传动误差   动力学模型   减振降噪   轻量化   多目标优化  

摘要： 针对并车汇流齿轮传动系统振动、噪声、承载及轻量化最优结果参数各不相同的问题,本文提出并车汇流齿轮传动系统传动误差-振动-噪声-承载-质量多目标优化设计方法。考虑时变啮合刚度与传动误差,以系统动态传动误差、齿轮承载、质量、噪声与振动加速度为目标函数,以齿轮宏微观参数为设计变量,建立并车汇流齿轮传动系统传动误差-振动-噪声-承载-质量多目标优化模型,开展并车汇流齿轮传动系统减振降噪多目标优化研究。结果表明:优化后,系统噪声降低了2.3%,系统总质量降低了13.7%,系统动态传动误差峰峰值减小了55.7%,齿根弯曲应力减小了30.1%,系统振动加速度均方根值减小了40.0%,实现了并车汇流齿轮系统的振动噪声快速优化。

关键词： 弧齿锥齿轮   加载齿面接触分析   半解析   有限元建模   接触柔性  

摘要： 基于商业软件的传统模拟加载齿面接触分析(SLTCA)求解精度高,但耗时较长,为此,提出一种兼顾精度与效率的用于加载齿面接触分析(LTCA)的半解析计算方法。以基于齿面模型的齿轮有限元模型为对象,对加载接触点精确的局部边界条件进行求解。考虑计算的精度和效率,使用局部Rayleigh-Ritz方法对啮合刚度进行半解析计算。考虑到时变啮合特性的影响,采用线性规划方法对LTCA进行半解析求解。最后,以航空航天领域中应用的非正交弧齿锥齿轮为例,对所提出方法的准确性和可靠性进行验证。研究结果表明:由所提出的方法得到的齿面接触压力与由SLTCA得到的齿面接触压力相对误差均在3%以内,具有较高的求解精度,这可为具有高精度和高性能要求的弧齿锥齿轮制造提供有效参考。

关键词： 风电机组齿轮箱   故障诊断   时频交叉注意力机制网络   完全注意力机制   多域特征融合  

摘要： 齿轮箱作为风电机组的关键部件,对其进行准确的故障诊断有助于保障风电机组安全可靠运行。为此,文中提出了一种基于时频交叉注意力机制和多域特征融合的风电机组齿轮箱故障诊断方法。首先,利用快速傅里叶变换(fastFourier transform,FFT)和连续小波变换(continuous wavelet transform,CWT)将时域振动信号转化为频域信号和时频图。其次,将时域信号和频域信号输入构建的时频交叉注意力机制网络中以得到时域和频域的交叉互补特征,同时,将时频图输入引入完全注意力机制的二维残差卷积神经网络中以提取时频域特征。最后,将时域和频域的交叉互补特征与时频域深层特征进行融合以获得多域特征,再经过展平层和线性层,并用softmax函数分类,得到最终的故障诊断结果。通过对20 Hz、25 Hz和30 Hz工况下采集的数据进行试验,诊断准确率均达到了100%。同时,采用六种相关方法进行对比,所提方法的诊断精度均高于对比方法,证明了所提方法的有效性。

关键词： SCADA系统   风机偏航齿轮箱   机械故障自动监控   SSA-ELM网络   特征提取  

摘要： 风机偏航齿轮箱是风力发电机组的核心组件之一,为了及时发现偏航齿轮箱的故障,提高风机运行的可靠性,提出SCADA系统下风机偏航齿轮箱机械故障自动监控方法。利用SCADA系统自动获取初始故障信号,通过倒频谱分析法,消除其中的干扰成分;基于风机变化速率、风速-功率特征和液压制动压力特征,提取风机偏航齿轮箱机械信息;构建SSA-ELM网络,将提取到的特征输入该网络中,实现风机偏航齿轮箱机械故障自动监控。实验结果表明,所提方法能够较好地适应各类环境干扰,具有较好的风机偏航齿轮箱机械故障自动监控效果。