关键词： 齿轮   动态啮合   有限元   裂纹扩展   啮合刚度  

摘要： 【目的】基于线弹性断裂力学理论和动力学仿真,提出了一种模拟齿根疲劳裂纹扩展和计算含齿根裂纹齿轮啮合刚度的模型,以研究直齿圆柱齿轮齿根裂纹扩展特性及其对啮合刚度的影响。【方法】首先,通过齿轮动态啮合过程的动力学仿真,确定初始裂纹位置;然后,创建考虑真实接触情况的齿根疲劳裂纹扩展模型并进行扩展路径仿真;最后,基于裂纹仿真路径,研究了不同裂纹程度对啮合刚度的影响。【结果】结果表明,齿根裂纹的断裂形式主要以张开型裂纹为主,裂纹初期主要向轮缘的方向扩展,后期裂纹朝着齿根的方向均匀扩展;单齿啮合过程中,裂纹对综合变形量和啮合刚度的影响最大;同时,当裂纹深度较小时,扩展路径对齿轮综合啮合刚度的影响较小,随着裂纹深度的增大,这种影响逐渐明显。

关键词： 载荷   齿形   优化   齿轮传动系统  

摘要： 为了对齿轮传动系统的传动效率、系统稳定性以及系统的使用寿命进行优化,研究对齿轮传动系统的载荷和齿形设计方法进行了全方位的优化,以期望提高系统的各项性能。研究对优化设计前后的齿轮传动系统进行对比试验,实验结果显示,优化后的齿轮传动系统的接触应力降低到了1730 MPa,接触力应力均载系数和啮合力均载系数均有所降低。并且优化后系统的综合精度达到了99%,平稳性达到了97%,远高于优化前的系统。由上述结果可知,研究提出的优化方法能够提高齿轮传动系统的整体性能。

关键词： 高速人字齿轮   动力学优化   振动加速度   稳健性优化  

摘要： 为研究齿轮传动系统动力学稳健性优化设计方法,以高速人字齿轮传动系统为研究对象,首先,建立其动力学分析有限元模型,利用模态叠加法计算箱体振动加速度;然后,选取齿轮箱上7个主要结构参数作为动力学优化的设计变量,以箱体表面振动加速度均方根值最小作为优化目标,通过6σ稳健性优化方法得到最优设计变量;最后,在优化后的样机上开展振动特性实验.结果表明:优化前后齿轮箱体均不会发生共振,优化后振动加速度均方根值降低26.1%以上,优化后结构的可靠度可达97.1%以上.

关键词： 煤矿   人工神经网络   齿轮   故障检测  

摘要： 煤矿机械作为煤矿开采的核心装备,其性能的稳定性和可靠性直接关系到煤矿生产的连续性和安全性。为了更高效地进行系统故障检测,研究设计了一种基于人工神经网络的方法。过程中建立了齿轮系统啮合模型,设计了啮合频率的计算过程,针对实时收集到的数据进行计算。实验结果表明,在48 t齿轮组中进行平均精度均值测试时,研究方法在可追溯性故障链条数为17~18时保持在0.8047。说明研究方法具有更准确的齿轮故障检测效果,能够为煤矿开采提供技术支持。

关键词： 奥氏体晶粒   Arrhenius模型   时间指数   晶粒长大  

摘要： 研究了Nb微合金化对齿轮钢18CrNiMo7-6奥氏体晶粒长大的影响,并建立了Arrhenius晶粒长大模型,利用优化时间指数对考虑固溶因素的微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6晶粒长大模型进行了优化。结果表明,在900~1100℃范围内晶粒平均尺寸随着保温温度的升高及时间的延长而长大,粗化温度为1000℃;18CrNiMo7-6钢和Nb微合金化18CrNiMo7-6钢的晶粒热激活能分别为132.086、153.500 kJ/mol,Arrhenius长大模型分别为2.223×10^(6)exp(-132086/RT)t^(n)和1.125×10^(7)exp(-153500/RT)t^(n);并建立了时间指数函数,分别为0.0775+0.2317/[1+10^((1326.73-T)×0.0235)]和0.0365+0.2109/[1+10^((1339.27-T)×0.0051)],通过时间指数函数优化了考虑固溶因素的晶粒尺寸预测模型,在高温下该模型预测效果更佳。

关键词： 重型机械式变速箱   齿轮剩余寿命   自动预测方法   贝叶斯定理  

摘要： 重型机械式变速箱齿轮在运行时要承受非常大的压力和摩擦力,久而久之就容易发生断齿和其他类型故障,影响设备的使用寿命。因此为提高齿轮寿命的预测准确性,以及时指导和优化维修养护的具体实施,针对重型机械式变速箱齿轮提出一种剩余寿命自动预测方法。分析齿轮剩余寿命与当前状态和历史状态间的关系,计算齿轮初始寿命非参数估计和状态退化的非参数估计,将二者值代入到贝叶斯定理中,实现对齿轮剩余寿命的精准预测。实验测试结果表明,方法预测得到的齿轮剩余寿命值与真实值相近,预测方法具有有效性。

关键词： Flight paths  

摘要： In order to solve the problem of abnormal meshing of gears due to axis error， a construction method of point-contact spur gear pair was proposed. By selecting two points at both ends of the tooth surface of the virtual auxiliary involute gear，a smooth curve was obtained to connect the two points as the meshing trajectory of the driving wheel，and a curve meshing with the meshing trajectory was solved. Then，the tooth surfaces of the two gears were constructed by the tooth profile sweeping along two meshing trajectories. By setting specific parameters，geometric and solid models of point-contact spur gear pairs were established in MATLAB and UG respectively，and the contact shape and contact stress of the point-contact spur gear pairs were compared and analyzed during normal and abnormal meshing conditions. The results showed that the two tooth planes kept the point contact state along their respective meshing trajectories during meshing，the meshing points were on the theoretical meshing line，and the contact process of the solid model was consistent with the theoretical meshing simulation process. The meshing points of the gear pair were still elliptically distributed in the abnormal meshing state，and the difference between the stress value and the stress value of the normal meshing was about 18.09%. © 2025 Beijing University of Aeronautics and Astronautics (BUAA). All rights reserved.

关键词： HE工艺技术   工程机械齿轮加工   发展趋势  

摘要： 高效率（HE）工艺技术作为机械工程与微电子技术深度融合的高效加工技术，近年来在计算机技术快速发展的推动下取得显著突破。HE工艺技术已成功应用于工程机械齿轮加工领域，并在机械节能、机械监控及机械施工精度控制等方面发挥了关键作用。本文系统探讨了HE工艺技术在工程机械齿轮加工中的具体应用，并对其未来发展趋势进行展望。

关键词： 齿轮箱   故障诊断   变分模态分解   胶囊网络   对称点图  

摘要： 针对风电机组齿轮箱故障信号受多噪声、多转速影响难以处理的问题,提出一种基于优化变分模态分解(VMD)的改进对称点图(ISDP)和膨胀胶囊网络(DCapsNet)结合的故障诊断方法。首先,提出利用均方根误差和皮尔逊相关系数优化VMD最佳分解数量和惩罚因子的方法,并利用优化后的VMD对故障信号降噪;其次,将去噪后的故障信号转化为多通道多间隔的ISDP;最后,将ISDP输入DCapsNet进行训练。实验结果表明,所提ISDP-DCapsNet方法相比于其他故障诊断方法,具备良好的精确性和有效性。

关键词： 二硫化钼涂层   减摩耐磨性能   磁控溅射技术   新能源机械传动  

摘要： 固体润滑涂层因其优异的减磨耐磨性能,在延缓机械部件性能损失和失效、提升机械传动效率方面具有重要作用,尤其在大型风力发电机的齿轮组、轴承等新能源机械传动领域展现出巨大的应用潜力。基于磁控溅射技术,采用多层交替涂层结构设计,旨在协同发挥MoS_(2)基涂层的减摩性能和C基涂层的耐磨性能,成功制备出一种兼具优异减摩和耐磨性能的复合涂层。通过系统实验测试,该涂层在5 N载荷下表现出0.07的摩擦系数和4.5×10^(-16)m^(3)/N·m的磨损率,且在80 N高载荷条件下仍保持30分钟以上的磨损寿命。研究结果表明,该涂层在新能源机械传动领域具有重要的应用价值。