关键词： 行星齿轮   故障诊断   宽卷积神经网络   VMD   GBKA算法  

摘要： 针对齿轮箱故障诊断中因噪声干扰等因素导致的诊断效果不佳问题,提出一种基于改进的黑翅鸢优化算法(GBKA)优化变分模态分解(VMD)和宽卷积神经网络(WDCNN)的故障诊断方法。首先,针对黑翅鸢算法(BKA)易陷入局部最优和过早收敛的缺陷,引入遗传算法的基因交叉重组与变异操作对BKA进行改进;其次,利用改进后的GBKA对VMD参数寻优,通过相关系数筛选模态分量并重构信号;最后,将重构信号输入WDCNN模型,实现故障分类。结果表明,在测试函数上,GBKA相比BKA具有更优的寻优性能;在两种工况下,该方法的平均故障分类准确率分别达到99.645%和99.978%,优于其他对比方法,并且在噪声实验中受到噪声的影响较小,验证了所提模型的有效性和稳定性,为齿轮箱故障诊断提供了一种可靠的解决方案。

关键词： 刮板输送机   齿轮传动系统   拓扑优化   结构优化  

摘要： 为实现刮板输送机齿轮传动系统轻量化,通过采用拓扑优化,确定箱体优化区域,并以此为基础,进行箱体结构优化,优化后的箱体质量为490.87 kg,降幅为16.4%,实现轻量化。优化后,箱体的应力分布区域以及最大应力点位置均同于优化前,且最大应力值由36.61 MPa降为35.39 MPa;前10阶固有频率均降低,降幅区间为47.32~129.75 Hz,不会产生共振现象,表明优化后的箱体结构强度稍有增强,验证了该优化方案的可行性。

关键词： 多轴环板式永磁齿轮   动态分析   气隙磁场   电磁转矩   动态加载实验  

摘要： 提出一种多轴环板式永磁齿轮(Multi-shafts ring-plate magnet gear,MRMG)结构。为量化分析其特有的平摆运动机理及传动特性,以求解偏心磁场所产生的气隙磁密及电磁转矩,进而获得内部支路的功率流动过程及最优传动模式,首先基于MRMG运行特性将内、外永磁圈的运动关系相关联,并通过具有反馈机制的动态模型图直观表示出MRMG动态转矩与转速之间的关系;然后利用矢量磁位法,将MRMG特有的偏心磁场经分式线性变换为同心磁场,以方便解算该磁场下的气隙磁密及电磁转矩,从而获得了内、外永磁圈与各传动轴的平衡关系及其损耗模型。由于所建模型包含了有限元无法计及的转臂轴承机械损耗,因此计算出的转速比、转矩比及传动效率更趋近于动态实测结果;另外,由于MRMG具有功率分流特性,因此其在各偏心轴均承受相同载荷时的运行特性为最优,其次为各偏心轴承载但有载荷偏差模式,而“单输入/单输出”模式最低,实测最高效率仅为最优模式的73.68%。

关键词： 非圆齿轮   齿向修形   齿轮接触分析   安装误差   接触迹线  

摘要： 为了解决非圆齿轮的边缘接触问题,对非圆齿轮齿面进行了修形处理并对其齿面接触特性展开了研究。提出并建立了非圆齿轮齿面数学模型,通过齿向修形原理引入修形矩阵,建立圆弧鼓形齿面方程,建立含有安装误差的坐标系,经由坐标变换使主动轮鼓形齿与未修形从动轮渐开线齿在该坐标系下实现正确啮合,进而得到了修形齿轮副的齿面接触分析(TCA)数学模型,分析了不同参数对齿轮副的几何接触特性的影响。结果表明:中心距误差仅对齿轮重合度影响较小,轴平行度误差对其接触轨迹及接触区域均有较大影响。

关键词： 20CrMn齿轮钢   带状组织   淬透性  

摘要： 通过光学显微镜、扫描电镜和电感耦合等离子体高分辨双聚焦磁质谱仪研究了20CrMn齿轮钢的带状组织,分析了齿轮钢的端淬硬度波动和带状组织的关系。结果表明,齿轮钢中出现的带状组织使其端淬硬度出现条带状异常波动,同时出现硬度测量值偏高或者偏低的现象。带状组织的条带宽度标准差可以反应组织不均匀程度,并通过数据整理和拟合发现,带状组织中条带宽度标准差与测量的硬度波动呈多项式关系。

关键词： 电动给水泵   机电一体化行星齿轮   液力偶合器   传动效率  

摘要： 机电一体化行星齿轮调速技术结合机械传动和变频调速的技术优势,在电动给水泵调速改造领域具有显著的节能效果。试验测试与运行数据统计分析结果表明:机电一体化行星齿轮调速装置传动效率在94.24%以上,改造后机组厂用电率下降0.50%~1.02%,供电煤耗降低1.48~3.40g/kWh,影响调速改造节能效果的主要因素,为调速装置传动效率和机组年平均负荷率。

关键词： 巴斯噶蜗线齿轮   正弦机构   等速   导条机构  

摘要： 为提升导条机构运动特性,在分析正弦机构运动特性和巴斯噶蜗线齿轮传动特性的基础上,提出一种巴斯噶蜗线齿轮和正弦机构组合传动的新型导条机构。利用MatLab编制该新型导条机构的可视化设计平台,以便于优化分析该新型导条机构;分析各设计参数对导条杆运动特性的影响规律,发现通过调整发生圆直径和展长可获得等速导条的运动规律,而变性系数会破坏等速导条的运动规律,研究结果可为后续导条机构的优化设计和实际应用提供理论支撑。

关键词： AISI 9310齿轮钢   等离子体渗氮   氮氢比   组织结构   性能  

摘要： 在不同氮氢比下,对AISI 9310齿轮钢进行440℃渗氮处理12 h。利用X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜等对渗氮层的组织结构进行表征,利用维氏硬度仪、球-盘式摩擦磨损试验机、电化学工作站等对渗氮层硬度、耐磨性和耐蚀性能进行测试和评价。结果表明:渗氮层主要由ε-Fe_(2-3)N、γ-Fe_(4)N以及含N的过饱和α-Fe相(αN)组成;随着氮氢比的减小,ε-Fe_(2-3)N相逐渐减少;在不同氮氢比下渗氮试样的表面硬度均在1000 HV0.05左右,有效硬化层厚度均在100μm以上,其中氮氢比为1∶1和1∶3时,有效硬化厚度约为150μm,而氮氢比为1∶5时,有效硬化层厚度可达175μm;经过渗氮处理后,齿轮钢的耐磨性和耐蚀性均得到了显著提升,其中耐磨性最佳的渗氮试样的氮氢比为1∶3,其主要磨损机理是磨粒磨损,其次是氮氢比为1∶5时的渗氮试样,其主要磨损机理是磨粒磨损和黏着磨损;耐腐蚀性能最佳的渗氮试样为氮氢比为1∶1,其次为氮氢比为1∶5。表明可以采用渗氮替代常规渗碳对AISI 9310齿轮钢进行表面改性,并有效提升其综合性能。

关键词： 重载齿轮轴   感应淬火   低碳合金钢  

摘要： 重载齿轮轴的生产应用低碳合金钢18Cr2Ni4WA材料和表面渗碳整体淬火热处理工艺,结合当前制造问题,可借助渗碳、调质及感应淬火技术,提高齿轮轴质量。为此,先进行感应淬火技术的概述并提出试验方案;然后改变电流频率感应淬火参数,研究参数变化对齿轮轴齿根硬度、齿心部硬度、表面硬度、硬度梯度、金相组织等方面的影响;最后经过数据统计和分析,在3号试验参数的设计中,齿轮轴的各项指标均满足性能要求,可为低碳合金钢材料的齿轮生产,提供热处理的经验。

关键词： 渗碳齿轮钢   残余奥氏体   疲劳性能   马氏体相变   渗层硬度  

摘要： 渗碳可以有效提高齿轮的强度和疲劳性能。影响齿轮疲劳性能的因素有很多,其中残余奥氏体是影响齿轮疲劳性能的主要因素之一,但其对齿轮疲劳性能的影响目前还存在争议。以渗碳17Cr2Ni2MoVNb齿轮钢为研究对象,通过旋转弯曲疲劳实验、SEM、TEM、EBSD和硬度检测等方法研究了渗碳齿轮钢中残余奥氏体转变与疲劳性能的关系。结果表明:渗层中块状残余奥氏体在疲劳实验过程中容易发生应力诱导马氏体相变,且随着应力幅的增加,残余奥氏体转变量增多。当疲劳起裂源为夹杂物时,残余奥氏体的转变以及在疲劳实验过程中发生的循环硬化提高了渗层的硬度,从而提高了渗碳齿轮钢的疲劳性能。