关键词： 改进粒子群算法   齿轮传动   优化设计  

摘要： 常规齿轮传动设计方法存在计算过程繁琐,依赖工程经验,需反复校验等缺点。为此,该文以二级直齿圆柱齿轮传动为研究对象,以齿轮传动机构体积最小为优化目标建立优化模型,并通过改进粒子群算法对齿轮传动优化模型进行进一步优化。结果显示,相对常规齿轮传动设计方法,采用改进粒子群算法优化的齿轮传动系统体积得到了明显减少,优化效果良好。

关键词： 渐开线齿轮   齿轮轮齿接触线载荷分布   时变接触线   分段法   最小势能原理   载荷分布模型   输入扭矩   齿宽  

摘要： 双渐开线齿轮接触线上的载荷非均匀分布,使得载荷计算困难。采用现有的方法或过于简化导致精度不足,或过于复杂使得计算量大、耗时长,并不适用于双渐开线齿轮载荷分布研究。为此,将双渐开线齿轮接触线等分为若干段,建立了双渐开线齿轮载荷分布模型,综合有限元法对轮齿载荷分布进行了研究。首先,根据双渐开线齿轮的啮合特点,求解了时变接触线,将每一啮合时刻下的齿轮接触线“分段”;然后,基于最小势能原理,建立了双渐开线齿轮的载荷分布模型,综合有限元法对齿轮轮齿载荷分布进行了研究;最后,对双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮的载荷分布进行了对比分析,并研究了输入扭矩、齿宽对双渐开线齿轮轮齿载荷分布的影响。研究结果表明:载荷分布模型与有限元仿真结果之间的误差在10%之内,载荷分布模型合理可靠;双渐开线齿轮沿接触线方向载荷分布不均匀,节线附近载荷值最大;同参数、同工况下的双渐开线齿轮载荷波动幅度小于普通渐开线齿轮;输入扭矩增加,双渐开线齿轮节线附近载荷分布发生突变;齿宽增加,双渐开线齿轮沿接触线载荷分布不均匀程度增加。

关键词： 风电齿轮箱   行星轮系   滑动轴承   动力学  

摘要： 在行星轮系动力学建模中,常以非线性油膜力或线性刚度-阻尼形式考虑其对系统动力学特性的影响,前者仿真精度高但计算成本也高,后者计算效率高却忽略了油膜力和轴颈-轴套偏心量的时变性,仿真精度有限。为此,以2MW级风电齿轮箱为研究对象,建立滑动轴承时变线性刚度-阻尼模型,提出计入轴颈-轴套时变偏心量的滑动轴承附加偏心修正力计算方法;利用行星架销轴-行星轮变形协调关系,将时变线性刚度-阻尼模型与附加偏心修正力进行耦合;建立应用滑动轴承的风电齿轮箱行星轮系动力学模型,对比了工况和轴承参数对模型计算精度与系统动态响应的影响,并通过试验加以验证。研究结果表明,齿轮副动态啮合力波动会使滑动轴承刚度-阻尼系数和附加偏心修正力产生周期性变化;在稳定和瞬态工况下,提出的模型可以很好地预测系统响应,尤其是行星轮振动响应;减小滑动轴承宽径比与间隙、增大输入转矩可以改善系统均载性能。

关键词： 斜盘式轴向柱塞泵   端曲面齿轮   联合仿真   流量与压力脉动  

摘要： 为了研究对置端曲面齿轮柱塞泵参数对泵动态特性的影响,根据端曲面齿轮柱塞泵工作原理,推导柱塞运动方程。利用Adams与AMESim软件建立对置端曲面齿轮柱塞泵联合仿真模型,通过联合仿真得到不同转速与偏心率下的柱塞泵出口流量与压力的相应曲线。结果表明:转速增大,泵出口流量与压力增大,脉动幅值与脉动频率增大;偏心率增加,泵出口流量与压力增大,脉动幅值增大,脉动频率不变。

关键词： 凝液泵   齿轮轴   42CrMo   泵轴   Cl^(-)   点蚀   疲劳断裂  

摘要： 冷凝器凝液泵齿轮轴在运行过程中断裂,其材质为42CrMo,采用断口分析、力学性能试验、金相组织分析、扫描电镜观察和能谱分析等手段对其断裂原因进行了分析。结果表明:介质中的Cl^(-)在齿轮轴表面诱发点蚀,裂纹起源于点蚀坑,点蚀坑处因应力集中而成为疲劳源,当凝液泵高速运转时,泵轴承受着很大的交变载荷,由于材料的强度偏低,泵轴很容易发生疲劳断裂。在疲劳源处产生的微裂纹在交变载荷作用下逐步扩展,使泵轴的有效承载面积不断减少,当其面积达到泵轴剩余承载面积的临界值时,泵轴就会发生断裂。

关键词： 变分模态分解   多尺度卷积网络   振动故障诊断   附件齿轮箱  

摘要： 针对直升机附件齿轮箱在有限多工况条件下故障特征提取难度大、识别准确率低等问题,提出一种结合变分模态分解(variationalmodedecomposition,简称VMD)与多尺度卷积神经网络(multi-scaleconvolutionalneural netwo,简称MCNN)的故障诊断方法。首先,对直升机附件齿轮箱进行地面实验和信号采集,对原始信号进行滤波、降噪等预处理;其次,利用VMD将信号分解为若干个固有模态(intrinsic mode functions,简称IMF),依据齿轮副频率特性对分解模态进行重构与归一化,增强微弱的高频故障特征;最后,将重构信号的每个分量视作不同尺度,经多尺度卷积神经网络进行多尺度特征提取并融合,由指数归一化分类器给出识别的故障类别。实验结果表明,所提方法能够有效增强信号故障特征,挖掘多工况条件下信号的差异性与同一性,在直升机附件齿轮箱振动故障诊断中平均准确率为97.25%。

关键词： 机械制造及其自动化   非圆齿轮   啮合线增量   传动误差   齿侧间隙   传动试验  

摘要： 非圆齿轮的传动误差模型建立困难以及齿侧间隙难以获取等问题限制了它在精密场合的应用。为了提高非圆齿轮的传动精度,在考虑偏心误差的基础上,基于啮合线增量法建立了双向传动下的非圆齿轮传动误差模型及齿侧间隙模型,分析了偏心率及偏心误差对双向传动误差和齿侧间隙的影响,并通过传动试验验证了理论分析的正确性。分析表明:非圆齿轮的齿侧间隙可通过双向传动误差获得;随着偏心率和偏心误差的增大,双向传动误差均呈现递增趋势;优化初始相位在一定程度上可以降低传动误差和齿侧间隙;随着负载的增大,传动误差和齿侧间隙也呈现递增趋势,且由于轮齿变形的存在,齿侧间隙有一定累计值产生。

关键词： 齿轮钢   脱碳   疲劳极限   非金属夹杂物   全脱碳层  

摘要： 以20CrMnTi齿轮钢为研究对象,采用电阻炉进行不同温度下的脱碳试验,用金相法测量脱碳层厚度,研究加热温度对试验钢脱碳的影响规律;采用QBWP-6000J型简支梁旋弯疲劳实验机对试验钢进行旋弯疲劳测试,通过成组法测定试验钢的疲劳极限,绘制S-N曲线;采用扫描电镜对试验钢疲劳断口进行形貌观察,分析断裂机理;同时,对不同温度下脱碳后的试样进行旋弯疲劳测试,对比脱碳与不脱碳情况下试验钢的疲劳寿命,分析探究脱碳行为对试验钢疲劳性能的影响。结果表明,由于加热过程中氧化与脱碳行为同时存在,两者交互作用,导致全脱碳层厚度随温度增长呈现先增加后降低的趋势,750℃时全脱碳层厚度达到最大值120μm,850℃时全脱碳层厚度达到最小值20μm,试验钢疲劳极限约为760MPa,试验钢疲劳裂纹源主要为Al_(2)O_(3)非金属夹杂物;脱碳行为大大降低试验钢的疲劳寿命,影响试验钢疲劳性能,脱碳层越厚,疲劳寿命越低。为减小脱碳层对试验钢疲劳性能的影响,试验钢最佳热处理温度应设为850℃。

关键词： 驱动桥   噪声优化   齿轮   下推力杆  

摘要： 针对某客车9.5吨驱动桥总成的噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能不佳的问题,进行了一系列整车测试,最终确定导致该问题的原因,即下推力杆隔振率不足、主减速器齿轮设计制造误差等因素。为了降低驱动桥总成的噪声,对其进行了改进和优化,包括对主减速器的准双曲面齿轮进行齿面修形,以及对下推力杆结构进行设计改进。为了验证两种优化方案的合理性,在实验室进行了台架试验,并在实际行驶环境中进行了整车测试,分别分析了主减速器齿轮修形与下推力杆结构优化对驱动桥总成噪声的影响,结果表明两种优化方案均使驱动桥总成噪声降低了大约10 dB(A),其中第9阶次及其倍频的噪声值明显降低。因此,两种优化方案均起到了一定的减振降噪作用,为提高客车驱动桥总成的NVH性能提供了参考。

关键词： 核心零部件   集团下属企业   单机容量   兆瓦级   风电轴承   大型风电机组   系列产品   自主可控  

摘要： 近日,世界首台25兆瓦级风电主轴轴承及齿轮箱轴承在国机集团下属企业洛阳轴研科技有限公司(以下简称“轴研科技”)成功下线。该系列产品的成功下线是国产风电轴承发展的又-里程碑,代表我国已具备超大型风电机组关键部件自主研发和制造能力,实现了我国风电核心零部件自主可控和产业链安全,并刷新了全球风电轴承最大单机容量纪录。