关键词： 航空燃油齿轮泵   计算流体力学   瞬态流场分析   本征正交分解   内流场重构  

摘要： 航空发动机燃油齿轮泵瞬态流场细节信息是探究其流动机理和结构优化的重要依据。本文给出了一种能够实现更短时间尺度下燃油齿轮泵内部强非线性瞬态流场的重构策略，通过一种奇异值分解的本征正交分解（SVD-POD）的改进增强型方法，将齿轮泵内流场非线性问题转化为线性问题以提高重构的准确性，同时通过将机理模型及试验数据进行修正校验以进一步增强POD方法准确度。通过POD分解得到的相关时间函数与正交基，实现燃油齿轮泵进出口区域速度、齿顶间隙的压力场预测。研究结果表明：该方法实现了任意时刻下的速度场分布预测，与CFD数值模拟相比，同等计算精度下重构三种典型工况下的仿真时间分别缩短了71.7%，69.4%和63.2%。采用3阶模态所重构的齿轮泵进出口流场96%的节点误差小于7.6%，77%的节点误差小于1%，具有较高的重构精度。在重构齿顶间隙上100个时刻的压力场线性热图与频谱表明，9、12、15kr/min工况下，齿顶间隙的压力随着齿轮的旋转呈周期变化，频率分别为1500、2000、2500Hz，与燃油齿轮泵脉动频率一致。

关键词： 齿轮箱   卷积神经网络   优化鲸鱼算法   极端梯度提升树   故障诊断  

摘要： 针对齿轮箱故障特征难以提取和故障识别准确率低等问题，文章提出了一种基于双通道特征融合的CNN-GSWOA-XGBoost的齿轮箱故障诊断方法。首先，将原始振动信号采用GAF图像编码技术分别转化为GADF和GASF时频图，再将GADF和GASF时频图分别输入二维卷积神经网络（CNN）进行自适应故障特征提取并进行特征融合，并取其结果作为XGBoost分类器的输入；其次针对鲸鱼优化算法在收敛速度和全局搜索能力上存在的问题，通过改进的鲸鱼算法对XGBoost分类器的5个超参数（树木个数、树的深度、子节点的最小权重和、学习率、样本比例）进行优化，建立齿轮箱故障诊断模型；最后通过东南大学齿轮箱数据进行实验分析，结果表明：该模型可以充分提取齿轮箱原始振动信号的故障特征，与其它故障诊断模型相比故障识别准确率更高，性能更优越。

关键词： SPH   润滑仿真   减速器   计算流体力学   Box-Behnken设计法  

摘要： 电动车减速器的润滑系统中，搅油损失对传动效率和使用寿命具有显著影响，故开展减速器润滑系统搅油损失变化规律研究。本文基于光滑粒子流体动力学（SPH）方法，建立了减速器齿轮箱流体仿真模型，研究减速器不同布置角度、转速、润滑油黏度、油量对减速器搅油功率损失的影响规律。采用Box-Behnken响应面设计法优化设计对减速器搅油功率损失进行优化设计，最后得到低转速和高转速下最小搅油功率损失的油量、润滑油黏度配合参数。研究发现，搅油损失受多个关键参数影响，主要影响因素由高到低依次为转速、润滑油黏度和浸油深度。基于这些发现，提出了通过调整油液性质来减少搅油损失的方法。本研究结果对电动车减速器润滑系统的优化设计具有重要参考意义。

关键词： 齿轮传动   并车汇流   时变啮合刚度   传动误差   动力学模型   减振降噪   轻量化   多目标优化  

摘要： 针对并车汇流齿轮传动系统振动、噪声、承载及轻量化最优结果参数各不相同的问题，本文提出并车汇流齿轮传动系统传动误差-振动-噪声-承载-质量多目标优化设计方法。考虑时变啮合刚度与传动误差，以系统动态传动误差、振动加速度、噪声、齿轮承载与质量为目标函数，以齿轮宏微观参数为设计变量，建立并车汇流齿轮传动系统传动误差-振动-噪声-承载-质量多目标优化模型，开展并车汇流齿轮传动系统减振降噪多目标优化研究。结果表明：优化后，系统总质量降低了13.7%，齿根弯曲应力减小了30.1%，系统动态传动误差峰峰值减小了55.7%，系统振动加速度均方根值减小了40.0%，系统噪声降低了2.3%。实现了并车汇流齿轮系统的振动噪声快速优化。

关键词： 流量计量   斜齿齿轮流量计   流量脉动   摩擦功率损失   多目标优化   容积式流量计   内泄漏  

摘要： 针对现有设计方法无法有效提升斜齿齿轮流量计(HGF)综合性能的问题,对HGF多目标优化设计方法进行了研究。通过多学科建模,获得了HGF的流量脉动、内泄漏以及粘性摩擦功率损失的理论模型。然后,通过实验设计方法分析了各设计变量对HGF主要性能指标的影响。最后,选择以流量脉动、摩擦功率损失作为优化目标,以流量计的测量精度作为约束,并使用NSGA-II对多目标优化问题进行求解。实例计算结果表明,优化后的HGF流量脉动下降了31%,摩擦功率损失减小了18.4%。

关键词： 人字齿轮   轴交错位误差   载荷分配   非赫兹接触   接触应力   接触半宽   齿面闪温   抗胶合设计  

摘要： 针对人字齿轮抗胶合设计中轴交错位引起载荷分配不均和缺乏有效闪温计算方法的问题,本文基于影响系数法,综合考虑几何传动误差和轴交错位误差对齿面初始接触间隙的影响,提出轴交错位下人字齿轮非赫兹接触分析方法,获得二维分布的接触应力和沿齿宽变化的接触半宽,并改进Blok闪温公式,建立了轴交错位下人字齿轮齿面闪温动态计算模型,对比验证了所提方法的准确性。研究表明:随着错位角增大,左右侧齿面偏载现象逐渐加重;随着滚动角度增大,齿面闪温和两侧闪温差值均呈现先减后增的趋势;随着转速增大,除节点外闪温差值增大,越靠近啮入啮出两侧,增大速率越快。研究成果可为人字齿轮抗胶合设计提供理论基础。

关键词： 螺旋摆动油缸   螺旋齿轮   Python   遗传算法   体积优化   自适应  

摘要： 对螺旋摆动油缸中的螺旋齿轮进行体积优化,将传统设计中对模数齿数的取值范围与最小值通过程序语言表达,形成约束,再对随机生成的种群进行自适应选择、交叉、变异等操作,形成个体属性,引用精英策略选择优秀的个体产生新的种群,重复操作直到完成要求的迭代次数,最后打印出每一代的最优个体。传统算法与自适应遗传算法均可以对螺旋齿轮的体积进行优化,最终将螺旋齿轮的体积减少5.87%。自适应遗传算法可以对螺旋齿轮进行体积优化,并且在迭代速度上有明显优势,过程中产生的多个解可对实际设计进行指导,降低设计时的计算量与设计时间,减少生产成本。

关键词： 圆弧齿轮泵   齿轮齿数   流量特性   激励力   小波变换  

摘要： 为研究齿轮齿数对燃油圆弧齿轮泵流量脉动特性的影响规律,利用RNG(re-normalization group)k-ε湍流模型对6~9齿的圆弧齿轮泵进行三维瞬态流场数值模拟,推导其瞬时流量的数学模型,揭示齿数对该泵流量特性的影响规律。结果表明:齿轮齿数对该齿轮泵性能有显著影响,以转速为2000 r/min、进出口压差为8 MPa工况为例,7齿、8齿、9齿泵的出口容积效率较6齿泵相比依次变化:+18.34%、+7.15%、+20.70%。随着齿轮齿数的增加,齿轮所受径向、轴向激励力脉动幅值显降低,7齿、8齿、9齿齿轮径向激励力均值较6齿齿轮相比依次变化:−19.84%、−26.77%、−29.82%,轴向激励力均值较6齿齿轮相比依次变化:−10.37%、−77.64%、−61.49%。通过小波变换对齿轮径向、轴向受力脉动频率进行分析,其脉动频率与齿轮啮合次数呈周期性相关。