关键词： 拖拉机   齿轮   故障分析   小波变换   随机森林  

摘要： 准确检测机械部件的故障是减少维修成本、生产损失和延长机器使用寿命的重要基础条件。在农业生产环境中,由于作业环境较差、干扰信号较多,导致传统故障传感器灵敏度降低,不能及时对故障进行判断与处理,故障频发。为此,选取拖拉机为研究目标,对其辅助齿轮箱进行智能故障诊断。在3种不同的转速(600、1350、2000r/min)条件下,收集了健康和故障小齿轮的振动信号,基于离散小波变换(DWT)作为信号处理,通过相关性特征选择(CFS)方法被用来进行特征选取,并采用随机森林(RF)和多层感知器(MLP)神经网络来对数据进行分类。研究结果表明:不使用特征选择的情况下,RF故障预测准确率为86.25%;在600r/min时,不使用特征选择的RF故障预测准确率为86.25%,使用CFS的最佳6个特征通过训练的RF的相应值,在600r/min时,RF故障预测准确率为92.5%;在1350r/min时,RF故障预测准确率为95.0%。

关键词： 聚α-烯烃   多元醇酯   泡沫特性   温度控制能力  

摘要： 顶驱齿轮箱是顶部驱动钻井装置(TDS)的关键传动部件,对齿轮油的泡沫特性及温度控制能力有较高的要求,为此对顶驱齿轮油进行了研制。通过对基础油和复合剂的选择,以及对氧化后齿轮油泡沫特性的考察,得到了合成顶驱齿轮油由合成基础油(PAO4+mPAO+POE),2.5%的RHY4206工业齿轮油复合剂以及120μg/g的复合抗泡剂(20μg/g的甲基硅油+100μg/g的改性硅聚合物)组成,其泡沫特性(24℃,93℃,后24℃)为0 mL/0 mL,0 mL/0 mL,0 mL/0 mL(68号)及5 mL/0 mL,10 mL/0 mL,5 mL/0 mL(150号)。应用表明,合成顶驱齿轮油的使用温度稳定在34.8℃~49.6℃之间(<60℃报警值)。研制的合成顶驱齿轮油具有良好的泡沫特性和温度控制能力,完全能够满足顶驱齿轮箱的润滑要求。

关键词： 18CrNiMo7-6齿轮钢   热变形   本构方程   热加工图   显微组织  

摘要： 采用热模拟方法研究了18CrNiMo7-6齿轮钢在变形温度900~1150℃、应变速率0.01~5 s-1条件下的热压缩变形行为;建立了基于Arrhenius模型的全应变本构方程,采用该方程对流变应力曲线进行预测;根据动态材料模型绘制热加工图,并结合热加工图系统地研究显微组织演变特征。结果表明:试验钢的峰值应力随应变速率的增加或变形温度的降低而增大,动态回复和动态再结晶是热变形过程中的主要软化机制;采用建立的全应变本构方程预测得到流变应力曲线与试验结果基本吻合,预测真应力与试验结果的相对误差小于4.715%,说明该模型可以精确地模拟18CrNiMo7-6齿轮钢的热压缩变形行为。试验钢的适合热加工工艺参数为变形温度1050~1150℃、应变速率0.1~1 s^(-1),此时组织为均匀细小的再结晶晶粒,晶粒尺寸在5~15μm。随着变形温度的升高或应变速率的降低,原始奥氏体晶粒不断被动态再结晶晶粒取代,且动态再结晶程度和再结晶晶粒尺寸增大。

关键词： 齿轮   极地冰区   推进轴系   扭转振动  

摘要： 船舶的推进轴系是船舶的动力核心,齿轮是推进轴系的关键部件,齿轮的选型决定着推进轴系的设计成功与否。船舶在冰区运行时受到的冰载荷激励非常大,冰载荷传递到轴系上很容易导致齿轮失效,因此对齿轮的设计要求进一步提高。首先,介绍了冰区齿轮材料和类型的选型,弧齿锥齿轮强度高、耐磨性好,比较适合冰区推进轴系使用。接着,通过有限元仿真计算PC2冰区某推进轴系,加载冰区载荷谱到推进轴系上作为输入载荷,采用频域计算方法计算轴系扭转振动,先后做了自由振动的固定频率计算、强迫振动的扭矩计算、强迫振动的扭转应力计算,比较不同齿数的齿轮对轴系扭转振动的结果影响,最终选出合理性齿轮。最后,计算了第3组齿轮在冰区载荷工况下的疲劳寿命。

关键词： 渐开线齿轮   非对称齿轮   啮合刚度   刀具齿形  

摘要： 非对称齿轮是一种轮齿两侧采用不同压力角的新型渐开线齿轮,其齿廓参数对齿轮齿廓形状、运动特性、承载能力、传动效率和动力学特性等有至关重要的影响。基于齿轮啮合原理,运用李特文矢量法,根据加工刀具齿廓参数方程推导了非对称齿轮全齿廓方程;应用材料力学理论,建立非对称齿轮时变啮合刚度的数值求解模型,并通过有限元方法验证了该模型的有效性。基于所建立数值分析模型进行算例研究,总结了刀具圆角、压力角和变位系数对齿轮啮合刚度和重合度的影响规律。结果表明,随着轮齿工作侧压力角的增大,齿轮齿根厚度增加,单齿对的啮合刚度加大,齿轮的承载能力得到有效提高。加工工作侧轮齿齿廓刀具圆角的增大,也有利于提高齿轮的啮合刚度;同时,工作侧齿廓压力角的增大会使齿轮的齿顶厚度降低、啮合重合度减小,会导致齿轮的齿顶强度和冲击韧性降低。非对称齿轮齿廓设计时,应根据实际工况合理设置压力角参数。

关键词： 风电齿轮箱   幅值调制   频率调制   现象学模型  

摘要： 风电齿轮箱不同轮系间存在的耦合调制现象干扰了实际故障诊断,为此,针对两级行星一级平行结构的齿轮箱提出一种考虑级间耦合调制的现象学模型。首先,在风电齿轮箱振动信号幅值、频率解调分析基础上,定义了多级传动下的级间串联调制特性,并提出幅值-频率级间串联调制模型;通过构造多级调幅信号和调频信号,在频谱和解调谱中对串联调制特性进行仿真分析,并提出耦合调制特性边带能量指标用于模型评价;设计了与现场齿轮箱具有相同结构的缩比齿轮箱实验台,并在正常与故障状态下进行实验、现场联合分析,验证级间串联调制模型的有效性。结果表明:频率耦合调制现象在四种状态下尤为明显,其耦合调制特性边带能量分别为1.02、1.04、1.18、1.25。本模型所反映的齿轮箱级间耦合调制现象是齿轮箱本身所有,不会因齿轮箱的状态而发生改变,本模型为提高风电齿轮箱故障诊断准确性提供参考。

关键词： 内斜齿轮   车齿加工   数学模型   模拟仿真   切齿实验  

摘要： 为了解决内齿轮高效加工的问题,提出内齿轮车齿加工方法。根据内齿轮车齿加工原理构建数学模型,建立车齿刀具齿面方程并完成内齿轮齿面方程推导,随后在Vericut中对内齿圈进行模拟加工,验证理论模型的正确性,最后进行了切齿加工实验及检测,测量结果满足工程要求。实验结果表明:所提出的车齿加工方法能够完成内齿圈的高效加工,具有重要的理论意义和工程应用价值。

关键词： 航空小模数齿轮   传动误差   加工工艺技术  

摘要： 在工业生产领域和高精密设备中,小模数齿轮的应用较为常见,如航空机械、电子产品以及仪器仪表等。前沿技术应用较为广泛的航空机械领域,对于小模数齿轮的传动误差和加工工艺技术均存在较高的要求。同时,受加工条件与环境的影响,小模数齿轮在传动过程中难免会出现一定的误差。所以,在实际加工过程中,通常采取控制加工环境和优化加工工艺技术的方式缩小航空小模数齿轮传动误差,或者采取误差补偿的方式,在加工模型的基础上利用解耦计算的方式缩小误差。因此,重点研究航空小模数齿轮传动误差及加工工艺技术,以期推动航空机械领域的发展。

关键词： 变速器齿轮   表面缺陷检测   机器视觉   Halcon  

摘要： 针对人工检测变速器齿轮表面缺陷存在可靠性差、效率低、不能满足批量生产的问题,开展齿轮表面缺陷自动检测的研究。以汽车变速器齿轮为检测对象,首先搭建机器视觉齿轮表面缺陷检测系统,采集齿轮缺陷图像样本,对采集的齿轮图像进行去噪、增强等预处理;然后采用改进的Scharr边缘检测算法提取齿轮边缘;最后获取感兴趣区域的坐标信息,寻找齿轮外圆的边缘点,计算齿轮的边缘点之间的距离,从而实现齿轮缺陷的精确定位。实验结果表明:该系统可准确检测出齿轮表面缺陷所在位置,可靠性和稳定性良好,检测效率高,为机器视觉齿轮缺陷检测技术的应用提供了思路。

关键词： 地铁齿轮箱   圆锥滚子轴承   保持架   仿真分析   试验  

摘要： 圆锥滚子轴承在地铁齿轮箱中应用广泛,圆锥滚子轴承可承受径向力、轴向力以及联合负荷等工况。如何设计好一款更耐用和更耐振动冲击的圆锥滚子轴承,除了要考虑轴承接触面(内圈、外圈和滚子)的材料和热处理外,更重要的还要考虑保持架的加强型设计方案,本文通过分析轴承的失效模式和原因分析,针对圆锥滚子轴承的保持架材料、保持架受力仿真分析和保持架对比试验等内容对保持架的加强型进行了探讨说明,证明加强型保持架更能满足地铁列车齿轮箱的运行条件。