关键词： 辛几何模态分解   信号处理   ResNeXt   故障诊断  

摘要： 故障诊断领域中常将信号处理与深度学习相结合以实现更好的诊断效果。基于此,对辛几何模态分解与ResNeXt神经网络分别进行了改进与优化,提出了一种基于优化辛几何模态分解与改进ResNeXt神经网络相结合的齿轮箱故障诊断模型。首先将采集到的振动信号经优化辛几何模态分解进行筛选重构,得到有效分量,之后送入改进ResNeXt神经网络进行故障的识别分类。通过使用渥太华大学滚动轴承变工况数据,验证了模型的可行性;通过使用动力传动故障诊断综合实验台(drivetrain dynamics simula, DDS)齿轮箱数据进行对比实验与抗噪性实验,验证了改动的有效性与模型的泛化性。

关键词： 20CrMoH钢   正火   显微组织   硬度  

摘要： 为消除大锻比20CrMoH钢制齿轮锻坯心部至1/2半径处畸变最为严重部位的流线状组织,研究了不同正火工艺对畸变最为严重部位的显微组织转变和硬度变化的影响。结果表明,880~920℃区间加热时,当加热时间超过2 h时,等温温度在600℃以上保温1 h即可消除锻坯组织遗传,消除变形流线,铁素体晶粒度可达9级,同时硬度可由锻坯的249 HBW大幅度降低至146~165 HBW,且随着加热和等温时间的延长,正火效果没有明显增加。而当880~920℃区间加热时间缩短到1 h时,等温温度需要达到630℃可取得相近效果,且能节省更多的能源,降低生产成本。

关键词： 电火花线切割   表面完整性   非圆齿轮   熵权法  

摘要： 随着表面完整性概念的不断完善,仅使用表面粗糙度作为非圆齿轮表面质量的评价标准已经不能满足实际需要。以快走丝电火花线切割机床为试验平台,对电火花线切割加工非圆齿轮进行正交试验,以参数峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔和跟踪为影响因素,以表面粗糙度(Ra)、表面残余应力(σ)和表面显微硬度(μh)作为加工表面完整性评价指标,探究参数对非圆齿轮表面完整性的影响规律。运用熵权法对试验数据进行合理评价,获得综合指标最优的参数组合。试验结果表明,在参数值为峰值电流3 A、脉冲宽度8μs、脉冲间隔7μs和跟踪为5挡时,可以获得最优的非圆齿轮表面完整性。

关键词： 轴承振动信号   CEEMDAN+小波阈值   去噪处理   卷积神经网络  

摘要： 为了有效识别轴承故障,提出基于自适应噪声完备集合经验模态分解与小波阈值联合的卷积神经网络故障诊断模型。首先,运用自适应噪声完备集合经验模态分解算法将采集到的信号分解成本征模态分量,使用小波阈值法对高频的分量进行去噪处理;其次,将去噪后的分量和未去噪的分量进行重构,得到去噪后的信号;最后,基于支持向量机及卷积神经网络建立轴承故障诊断模型,将去噪后的信号进行分类处理。结果表明:基于支持向量机建立的模型准确率可达到88.2%,基于卷积神经网络建立的模型准确率可达到98.5%以上。

关键词： 特钢   动力总成   齿轮   材料性能   耐久  

摘要： 特钢凭借其高强度、高硬度、高耐磨性和高精度等特性,在动力总成产品的制造中发挥着举足轻重的作用,广泛应用于曲轴、连杆、气门、齿轮、轴、轴承等诸多核心零部件。本文以齿轮为例,结合齿轮失效案例,探讨特钢材料的理化性能、微观组织及热处理工艺等材料性能对零件耐久的影响。通过模拟实际工况对齿轮样件进行高强度、长周期测试,确认齿轮材料性能及设计参数的合理性,为特钢在动力总成关键零部件中的应用提供指导。

关键词： 采煤机截割部   齿轮箱   故障诊断   级联宽度学习   随机超图卷积   类特异性权重  

摘要： 采煤机截割部齿轮箱振动监测数据结构复杂,且易出现类别不平衡问题,导致现有基于传统机器学习的智能故障诊断方法易出现错报现象,而基于深度学习的诊断方法模型结构复杂、学习效率低,且易陷入局部最优解,影响诊断性能。针对上述问题,提出了一种基于改进型级联宽度学习(ICBL)的采煤机截割部齿轮箱故障诊断方法。在ICBL模型的特征节点中引入随机超图卷积机制,充分挖掘采煤机截割部齿轮箱振动数据的复杂多元结构信息,增强故障特征表征能力;采用类特异性权重分配策略,根据输入数据的类间比例信息,为少数类样本赋予更高权重,提高不平衡数据下采煤机截割部齿轮箱故障诊断性能。利用采煤机截割部齿轮箱故障模拟实验台验证基于ICBL的采煤机截割部齿轮箱故障诊断方法的有效性,结果表明该方法能够有效增强故障特征的判别性,在数据不平衡度为15时诊断精度达94.52%,单一样本的故障识别耗时为0.284 ms,优于级联宽度学习系统、加权宽度学习系统、多尺度卷积神经网络、超图神经网络、多分辨率超图卷积网络等。

关键词： 擦边碰撞   擦边分岔   非光滑系统   面齿轮   冲击  

摘要： 为深入研究非正交面齿轮传动系统中的擦边碰撞现象,以齿面碰撞面和齿背碰撞面为分界面,将相空间划分为三个部分,构建了考虑多种强非线性因素的非正交面齿轮传动系统动力学模型。在两分界面建立位置Poincaré映射,并对擦边分岔条件进行计算,随后结合啮合力周期变化图和相图找到擦边分岔点,并对分岔点附近的Floquet乘子进行求解,通过分析擦边分岔对系统动力学的影响来揭示擦边碰撞特性,最后利用Adams软件进行仿真验证。研究表明:擦边碰撞会导致面齿轮传动系统冲击状态发生改变,通常不会对面齿轮传动系统的运动状态造成影响;当擦边分岔与倍周期分岔同时发生时,面齿轮传动系统会出现余维二擦边分岔,此时,擦边碰撞会导致系统运动状态与冲击状态均发生改变。此研究结果为工程中提高面齿轮传动系统的可靠性和寿命提供理论依据。

关键词： 雷达天线   伺服转台   弧齿锥齿轮   交流驱动  

摘要： 伺服转台是雷达武器系统设计中的重要组成部分,是雷达天线系统的执行机构,主要包含机械结构和电气控制两部分,在集成化系统设计中,为了满足整体布局和高机动性的要求,对伺服转台有严格的尺寸及重量限制。本文针对某外贸型雷达的系统功能和指标要求,在有限的空间和重量约束下,基于格里森弧齿锥齿轮设计了二维伺服转台,将俯仰输出轴的驱动控制转化为对同轴的双轴差速控制,可以优化结构布局,改善走线路经,减小整体重量。另外,该结构形式方位和俯仰轴间存在耦合约束,首先需要在控制策略中进行解耦处理,然后在机构受力分析与计算的基础上进行交流电机驱动控制环路设计。最后,借助激光精密测角平台和图形化终端控制界面对二维转台展开测试。测试数据表明,该弧齿锥齿轮型二维转台具有基本的指向精度和速度平稳性,满足系统功能和指标要求,可为后续相关二维转台提供参考。

关键词： 面齿轮   三维拓扑修形法   传动系统   减振   降噪  

摘要： 为解决齿轮传动系统的振动和噪声问题,研究采用三维拓扑修形方法对面齿轮进行齿廓和齿向修形,并结合集中参数理论和牛顿第二定律构建动力学模型。通过修形,齿轮传动系统在各频段上的噪声水平显著降低,总噪声水平下降了12.0 dB。同时,所构建的动力学模型其振动峰值和振动加速度显著低于降振前。研究结果表明,三维拓扑修形方法和动力学模型在降低齿轮传动系统振动和噪声方面效果显著,为齿轮传动系统的优化设计提供了新的思路,具有重要的工程应用价值。

关键词： 人字形齿轮   喷丸强化   残余应力   粗糙度   离散元方法   有限元方法  

摘要： 目的探究人字形齿轮喷丸强化工艺参数对残余应力和粗糙度的影响。方法基于离散元方法(Discrete ElementMethod,DEM)建立人字形齿轮喷丸强化DEM模型,研究人字形齿轮表面不同位置的冲击速度和次数;建立基于有限元方法(FiniteElementMethod,FEM)的喷丸强化FEM模型,并采用离散元模型耦合有限元模型(DEM-FEM)的方法,将DEM模型的冲击信息导入FEM模型中,采用显示动力学仿真计算,得到喷丸后的残余应力和表面形貌信息;利用X射线衍射仪和白光干涉仪分别对实验试样进行残余应力和表面形貌的表征,以验证模型的准确性。结果1)弹丸初速度从40 m/s增加到60 m/s时,齿宽方向的表面残余压应力从-906 MPa增加到了-932 MPa;2)弹丸直径从0.30 mm增加到0.60 mm时,齿宽方向的表层残余应力从-906MPa减小到了-756MPa;3)当覆盖率<100%时,表面粗糙度Sa快速增加,残余压应力也快速增加,当覆盖率>100%时,Sa开始减小,残余压应力增幅降低。结论人字形齿轮齿面复杂,不同方向的残余应力会有所区别;齿宽和齿高方向的残余压应力均随着弹丸初速度的增加而增加,但同时会增加表面粗糙度、降低表面质量;大尺寸弹丸在带来更深残余应力质变层的同时会显著降低面质量;合理控制覆盖率既能够得到良好的表面质量,也能够降低喷丸成本。