关键词： 非圆齿轮   滚齿   切削力   切屑体积   力波动   抑制  

摘要： 滚齿是非圆齿轮加工实现的重要方法,用于节曲线外凸直或斜齿非圆齿轮的高效高精制造,节曲线非圆特性导致滚切力呈现较大幅度波动,影响制造过程稳定性及加工精度,是非圆齿轮滚齿领域需要研究的重要课题。文章基于单位切削力计算原理及圆柱齿轮滚切力的研究成果,采用单次断续切削产生的未变形切屑体积表征滚切力波动态势,构建非圆齿轮滚切未变形切屑模型的获取方法。选取大偏心率卵形齿轮为研究对象,分析滚刀恒速不窜刀联动加工模型所产生的滚切力波动特性,得出该联动加工模型所对应峰值切削力的波动规律。提出一种滚刀恒速并附加窜刀的联动加工模型,该模型具有恒定弧长增量加工特性,对抑制整周滚切力波动具有重要意义,并开展不同滚切深度所对应滚切力波动规律研究,研究结果为非圆齿轮滚切方案的优化制定提供一定的理论依据。

关键词： 内凹刀盘   直齿锥齿轮   齿轮数学模型   齿面接触分析  

摘要： 为了在国产数控弧齿锥齿轮机床上采用内凹刀盘加工直齿锥齿轮,对使用内凹刀盘加工直齿锥齿轮的原理和齿面接触分析(Tooth Contact Analysis,TCA)方法进行了研究。基于内凹刀盘的加工原理和结构特点,建立了内凹刀盘加工的直齿锥齿轮的齿面数学模型,给出了相应的齿面接触分析方法;编写齿面接触分析程序,计算得到了齿轮副的接触斑点和传动误差曲线;通过实际的切齿加工和接触斑点检验,验证了齿面数学模型以及TCA方法的正确性。研究为锥齿轮加工参数及刀具参数的确定与啮合质量控制提供了理论依据。

关键词： 人字齿行星齿轮   激励参数   二维域界   胞映射法   混沌运动  

摘要： 为探究人字齿行星齿轮系统激励参数二维域界特性,课题组构建了系统的平移-扭转动力学模型,运用Runge-Kutta法对消除刚体位移和量纲一化的系统微分方程组进行数值求解,基于离散空间域胞映射法绘制了啮合阻尼比与太阳轮输入转速和太阳轮输入功率构成的二维域界图,并结合位移分岔图、FFT频谱图、相图和Poincaré映射对系统激励参数二维域界特性进行分析。结果表明:在满足系统工况条件下,适当增大啮合阻尼比可使系统由混沌运动转变为周期运动;啮合阻尼比较小时,系统对太阳轮输入转速变化敏感,提高太阳轮输入转速可使系统进入稳定1周期运动,减轻系统振动响应;太阳轮输入功率较小时,系统处于大范围混沌运动区域,通过增加太阳轮输入功率,系统更趋向于稳定周期运动,提高系统运行稳定性。研究结果可为人字齿行星齿轮系统选择稳定运行的激励参数范围提供参考。

关键词： 渐开线齿轮   啮合错位   齿轮修形  

摘要： 为了提升渐开线斜齿圆柱齿轮在实际工况下的齿面承载能力,对不同误差影响下产生啮合错位的齿轮副进行分析和优化。在考虑整个系统刚度影响的情况下,利用软件多次迭代计算得出齿轮副的系统啮合错位量,再引入受精度和公差等随机因素影响的随机啮合错位量,准确分析错位源和贡献程度,以此为依据计算判断齿轮微观修形的方式和修形量。分析了4种算例,分别为有系统错位,无随机错位和修形的齿轮传动;有系统错位和针对系统错位的修形,无随机错位的齿轮副;2种错位都有但无修形的齿轮副;2种错位都有且加以考虑了2种错位的修形的齿轮副。最后,对这4种算例的齿轮副作啮合质量的对比分析,验证修形对错位影响的补偿效果。

关键词： 仿尺蠖机器人   齿轮   曲柄滑块  

摘要： 【目的】利用机器人完成农业高大果树采摘,以便短时间、高效率、低成本地完成采摘任务,进而满足智能农业建设需求,课题组设计了一种果树攀爬仿尺蠖机器人。【方法】仿尺蠖机器人由曲柄滑块机构、弹簧单向锁紧机构、齿轮减速装置三部分构成,夹持装置是两对靠弹簧机构夹紧的“X”型夹持器,齿轮减速装置减速后连接到凸轮和曲柄,曲柄连杆机构使机器人躯干产生伸缩动作,三部分机构互相配合实现机器人爬升。与此同时,设计了传动装置动力参数,计算了曲柄滑块的速度和加速度,并利用动力学仿真软件ADAMS验证了仿尺蠖机器人结构的可行性和运动的平稳性。【结果】仿真结果表明,该结构设计可以实现机器人在30 mm~35 mm变化直径的果树直杆上进行爬行,能够保证果树攀爬的稳定性。【结论】在进行爬升的基础上简化了电动机驱动机构,与多电机机器人相比,结构较为紧凑,有利于提高结构可靠性。

关键词： 非金属夹杂物   极值分析法   疲劳性能   齿轮钢  

摘要： 为了更全面和准确地确定齿轮钢中非金属夹杂物的含量,对现行的两种钢中非金属夹杂物含量的测定方法(传统的标准评级图显微检验法和极值分析法),进行对比检测分析,结果表明,极值分析法评价出的钢中非金属夹杂物的含量较为精准。同时,通过旋转弯曲疲劳试验测定齿轮钢锻坯的疲劳性能,得到与用极值分析法评价的齿轮锻坯中非金属夹杂物的最大预测尺寸L max所对应的齿轮钢的疲劳极限,当非金属夹杂物的最大预测尺寸L_(max)=67.47μm时,钢的疲劳极限为701 MPa;L_(max)=48.90μm时,钢的疲劳极限为1011 MPa;L_(max)=35.88μm时,钢的疲劳极限为1070 MPa,得出通过极值分析法测定的钢中非金属夹杂物的最大预测尺寸L_(max)越小,所对应的钢的疲劳极限值越高。当受疲劳试验时间和试验条件等因素限制而无法进行钢材的疲劳试验时,可通过极值分析法评价钢材中非金属夹杂物的最大预测尺寸L max的值来初步判断所选用钢材的疲劳强度是否能达到要求。

关键词： 协作机器人   齿轮传动系统   模态分析   瞬态动力学   赫兹接触  

摘要： 本文针对看守所传统送餐方式存在安全性差、效率低的问题,研制了一款实现特种场所无人化送餐的协作式机器人,并对其关键传动系统进行有限元分析。结合Solidworks软件设计了整机三维模型,采用模态分析与瞬态动力学仿真分析相结合的手段,研究了机械臂旋转模块中的齿轮传动系统非线性动力学特性。仿真结果显示:齿轮系统的前8阶固有频率远高于共振频率,在不同扭矩输入下,最大变形量为1.729 mm,最大应力值为723.1 Pa。基于赫兹理论得到齿轮接触面疲劳强度极限为6.3258 Mpa,低于材料屈服强度。与有限元分析结果进行对比,验证装置在强度、刚度以及动态响应方面均符合工程设计要求,为后续研发和优化提供了理论依据。目前对样机已完成调试,结果良好,具有广阔的应用前景。

关键词： 经验模态分解   多尺度模糊熵   波形指标   行星齿轮箱  

摘要： 行星齿轮箱有着应用广泛、结构紧凑、适应恶劣工况的特点,其振动信号中包含强背景噪声以及大量啮合振动耦合,因此行星齿轮箱振动信号故障特征提取困难。针对上述情况,基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)、多尺度模糊熵以及波形指标提出了一种新的行星齿轮箱故障特征提取方法。首先,通过EMD将原始信号分解为单分量信号(IMF);其次,筛选IMF进行重构;最后,利用多尺度模糊熵和波形指标进行参数融合。试验结果表明:该方法可有效区分行星齿轮箱不同故障类型。

关键词： 变速箱   齿轮   门控神经网络   噪音   准确率  

摘要： 变速箱是汽车发动的主要部件,齿轮作为变速箱中的核心零部件,因其容易受到车况工况的影响而发生故障。因此,针对这一问题,提出了一种基于门控神经网络的混合神经网络训练算法,用于变速箱齿轮的故障诊断。实验结果表明,所提出的模型能够有效降低梯度消失,减少时间序列变化等问题。相比传统神经网络,所提出的模型在强噪音干扰下的准确率始终保持96%以上。当正常样本数量为40时,所提出的模型的准确率相比于其他传统神经网络模型的准确率更高,达到了94.86%。综上所述,此次研究所采用的齿轮故障诊断模型具有较好的性能表现,能够用于实际新能源汽车齿轮故障诊断问题中。

关键词： 齿轮接触疲劳   Workbench   弹流润滑   时间子步载荷谱  

摘要： 基于直齿轮静力学分析的应力特征和瞬态动力学的应力时间子步历程,结合弹流润滑理论下的齿面摩擦因数,使用Workbench建立直齿轮接触疲劳寿命模型。通过弹性力学赫兹接触理论对静力学有限元仿真结果进行校核,确定应力历程输入中的放缩系数,估计材料的S-N曲线,并在Palmgren-Miner线性损伤理论框架下,利用nCode计算直齿轮接触疲劳寿命,得到寿命云图和危险节点位置。结果表明:齿轮接触疲劳的危险节点多出现在齿面沿齿宽方向线接触的两端位置,输入转速、负载转矩与接触疲劳寿命呈负相关,摩擦因数与接触疲劳寿命呈正相关,负载转矩对接触疲劳寿命的影响幅度最大。