关键词： 干摩擦   FeS   摩擦磨损   转移膜  

摘要： 为改善齿轮表面摩擦学性能，在20CrMnTi齿轮钢表面化学沉积具有良好润滑特性的FeS涂层。通过SEM、EDS、XRD、白光干涉仪、Raman光谱等手段对磨痕形貌和成分进行系统分析，考察了干摩擦条件下FeS涂层的摩擦学性能。结果表明，制备的FeS涂层纯度较好，涂层表面由大量微米片聚集而成，涂层厚度为5.4μm左右。摩擦实验表明，相对齿轮钢基体，含FeS涂层试样的磨损程度较低、摩擦系数减小。随着载荷增加，FeS涂层的摩擦系数和磨损量呈降低趋势。随着转速增加，FeS涂层的摩擦系数变化不大但磨损量增加。微观分析表明，较高的载荷有利于润滑膜的铺展，而较高的转速会加重材料的氧化磨损和黏着磨损。在摩擦过程中，润滑膜向摩擦对偶件转移，在对偶件表面形成的转移膜能阻碍摩擦副微凸峰之间直接接触。涂层完全磨损后，转移膜仍能保持摩擦副间长效润滑性能，减少材料的磨损。

关键词： 永磁同步风力发电机组   轻量化   年循环效率   机电协同设计   参数优化  

摘要： 为实现永磁同步风力发电机组轻量化、高年循环效率的设计目标,提出了一种永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同参数优化设计方法。首先建立风轮计算模型,以风电场实测的年风速工况作为风力发电机组的运行工况。接着建立齿轮传动系统的损耗模型,并基于有限元建立永磁同步发电机饱和磁链模型、转矩模型和损耗模型。在此基础上,为最大限度地发挥各参数下发电机组的效率潜力,采用非线性效率最优电流分配策略对发电机的控制电流进行优化。最后在发电机电磁约束、齿轮几何和强度约束、连续传动约束条件下,以发电机和齿轮的参数作为优化变量,以永磁同步发电机-齿轮传动系统的总质量和年循环风速工况下的总损耗作为目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法对目标函数进行优化。该过程优化中嵌套优化,整个过程通过脚本自动化运行,最大程度地降低了系统的损耗和质量,减少了时间成本。基于上述方法对8 MW永磁同步发电机-齿轮传动系统进行优化,优化后系统总质量降低了40.2%,系统年循环损耗减少了461 562.53 kW·h,表明该方法有效地降低了系统的质量且提高了年循环效率。

关键词： 齿轮泵   侧隙   卸荷槽   理论齿面流量   理论流量   理论排量   理论脉动系数  

摘要： 为克服齿轮泵理论流量、排量及脉动系数计算方法的局限性与复杂性,从一个完整啮合齿面所产生的理论齿面流量入手,提出双卸荷槽间距内的理论齿面流量即为泵理论输出流量的新方法。以1.0和0.5代表侧隙的有和无,双卸荷槽对称线相对于齿轮副中心线的无量纲不对称宽度为变量,构建出理论输出流量特性的相关简洁式。结果表明:同等侧隙类型下无卸荷槽与单侧卸荷槽下的理论排量相同,有侧隙、单侧卸荷槽下的类型系数经典式确实有误;无侧隙、对称卸荷槽类型下的理论排量更大,流量脉动更小,但困油现象更严重;尤其单侧卸荷槽下的流量脉动很大和困油现象很严重,不建议采用等。本文提出的新方法原理更清晰,公式更简洁,结果更可靠,通用性更强。

关键词： 风力发电机   齿轮箱   故障诊断   可视图   图注意力网络  

摘要： 针对风力发电机齿轮箱故障振动信号的非平稳性、特征混叠和诊断正确率低等问题,提出一种基于图注意力网络(GAT)的风力发电机齿轮箱故障诊断方法。首先利用原始振动信号的频谱定义节点和边,将故障信号构造为可视图;然后将可视图数据作为输入,在GAT中嵌入邻居自注意力机制使其自适应提取可视图信号的节点特征和结构特征;最后使用分类器对提取的节点特征进行分类识别。通过行星齿轮箱数据集和风力发电机齿轮箱数据集的实验,结果表明与机器学习、深度学习以及其他图神经网络相比,所提方法准确率更高,鲁棒性和抗噪性更好,可有效实现端到端的智能故障诊断。

关键词： 高阶非圆斜齿轮   折算齿形法   渐开螺旋面   运动分析  

摘要： 针对由于非圆斜齿轮节曲线曲率变化,通过折算齿形法建立的轮齿螺旋线在投影至节曲线所在平面时未与节曲线完全重合,导致轮齿偏向不均的问题,利用渐开螺旋面和节曲线柱面相交得到的截交线代替螺旋线的设计方法,重新设计高阶非圆斜齿轮。通过推导求解截交线,证明了此曲线的可行性,同时以一对高阶非圆斜齿轮为研究对象,利用折算齿形法和截交线相结合的方法建立高阶非圆斜齿轮模型,并对其进行运动分析及干涉检查。结果表明,模型整体运行效果良好,可以避免干涉问题。可见通过此方法建立的一对非圆齿轮副是有效可行的,对后期研究其啮合刚度有重要意义。

关键词： 航空发动机   燃油齿轮泵   壳体   强度仿真  

摘要： 新一代高性能发动机所采用的高速重载燃油齿轮泵工作条件愈加恶劣,使得燃油齿轮泵壳体在泵内部高压流体载荷和高温热变形下工作失效问题突出。综合考虑了热流固三种因素,基于有限元数值模拟方法进行了齿轮泵壳体在极限工况下与热流固单向耦合条件下的工作强度仿真分析。首先,基于传热原理进行了壳体稳态温度场的分布规律研究,通过对壳体在热载荷和压力载荷共同作用下的静态响应进行了求解;其次,进行了齿轮泵壳体在极限工况下的内流场仿真分析,计算得到了齿轮泵内部油液压力载荷和轴承支反力载荷对至壳体对应区域的流固仿真边界;最后,在校核壳体在极端工况下的强度基础上,分别开展了考虑与不考虑热载荷下的壳体流固热单向耦合仿真分析。仿真结果表明:考虑热载荷后的壳体变形增大了约30%,应力增加了6%,热载荷对壳体结构的强度影响突出,是影响壳体刚度的关键因素。

关键词： 机械齿轮减速箱   港口运输   维护方案   检修工作  

摘要： 在港口运输过程中,齿轮减速箱是不可缺少的重要设备,只有关注齿轮减速箱的运行状态,才能保证港口的稳定运行。从实践角度来看,港口货物运输量相对较大,再加上工作环境错中复杂,在港口作业过程中,部分机械齿轮减速箱超负荷运转,因此出现了故障问题,影响了港口的运输效率。为了提升港口机械齿轮减速箱的运行年限,需要对存在的故障进行合理排查,根据齿轮减速箱的特点制定维护措施,逐渐增加港口的运行收益。本文针对港口机械齿轮减速箱故障排除与维护进行研究,综合港口运行现状,提出针对性解决建议。

关键词： 集成学习   卷积神经网络   原始振动信号   智能诊断  

摘要： 针对行星齿轮箱故障振动特征需要预处理、识别困难以及诊断模型收敛速度较慢的问题,提出基于集成卷积神经网络的行星齿轮箱智能故障诊断方法。首先,采用一维卷积对齿轮的原始时域振动信号提取特征,之后通过采用两个弱分类器,根据弱分类学习错误率的性能更新样本权重,调整权重后根据训练集训练弱分类器。重复此过程,最后通过设置策略整合弱分类器,形成集成卷积神经网络;建立一个稳定用于行星齿轮箱的智能故障诊断的模型。实验结果表明:集成卷积神经网络能很好地对行星齿轮原始振动信号进行快速诊断。相对于传统卷积神经网络对齿轮原始时域振动故障信号的诊断具有更强的辨识能力和更快的收敛速度;所建立的智能诊断模型可以有效地诊断齿轮不同的故障状态。

关键词： 行星齿轮减速器   疲劳失效   时变可靠性   灵敏度分析  

摘要： 随着科技革新与社会发展,对行星齿轮减速器的可靠性要求越来越高。行星齿轮减速器运行过程中存在疲劳因素,会导致可靠度发生变化。针对这一问题,首先,根据应力-强度干涉理论,构建行星齿轮减速器在疲劳失效(主要是齿面接触疲劳失效和齿根弯曲疲劳失效)下的时变可靠性模型;其次,结合单调性定理,将时变可靠性模型简化,利用Matlab编程,求解了行星齿轮减速器的可靠度;对时变可靠性模型的各变量进行了灵敏度分析;最后,以PM90精密行星齿轮减速器为例,分别得到基于疲劳失效下的可靠度和各变量的灵敏度,阐述了在接触疲劳失效和弯曲疲劳失效下的可靠性时变规律,为行星齿轮减速器的时变可靠性分析奠定了基础。

关键词： 40Cr钢   转动轴齿轮   齿轮轴套   磨粒磨损  

摘要： 某40Cr钢转动轴在转动测试约35 h后,转动轴齿轮出现磨损现象。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、金相检验、硬度测试等方法分析了齿轮磨损的原因。结果表明:该转动轴齿轮与齿轮轴套的热处理工艺控制不当,导致齿顶表层晶粒偏大;与该转动轴齿轮匹配的齿轮轴套硬度偏高,使转动轴齿轮发生变形以及齿顶表层材料缺失,缺失的材料形成磨粒磨损,最终导致该转动轴齿轮齿牙缓慢剥落。