关键词： 外啮合齿轮泵   齿顶凹槽   径向泄漏流动   容积效率   压力脉动  

摘要： 为研究外啮合齿轮泵齿顶凹槽间隙泄漏流动及其对外啮合齿轮泵性能的影响,在某型外啮合齿轮泵的基础上,参照压气机中叶顶凹槽设计方法,设计了外啮合齿轮泵齿顶凹槽。采用数值模拟的方法,对比研究了齿顶凹槽型齿轮泵和原型齿轮泵在不同出口压力下的齿顶间隙泄漏流动性能。研究结果表明:相较于原型齿轮泵,齿顶凹槽的设计有效地提高了齿轮泵的容积效率,减小了外啮合齿轮泵齿顶径向泄漏,降低了外啮合齿轮泵的流量脉动,改善了齿顶间隙处的流动状态。

关键词： 齿轮   异常状态识别   变分模态提取   多尺度一维卷积   长短时记忆神经网络  

摘要： 针对工程实际中齿轮振动信号受噪声污染严重导致其异常状态难以准确识别的问题,提出了一种基于变分模态提取(variational mode extraction,VME)和多尺度一维卷积(multiscale one-dimensional convolution,M1DCNN)融合长短时记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)的齿轮异常状态智能识别新方法。首先,采用VME方法分别对采集到的齿轮处于正常状态、轮齿碎裂、齿轮断齿、齿根裂纹以及齿轮磨损等5种状态的原始振动信号进行预处理,去除原始振动信号中的噪声干扰,提取齿轮不同状态的主模态分量作为齿轮状态的特征信息;其次,由提取的齿轮状态主模态分量构建训练数据集与测试数据集;最后,设计了M1DCNN-LSTM异常状态识别模型,并采用所构建的数据集对设计的异常状态识别模型进行了测试试验验证。结果表明,所提出的方法可以很好地实现齿轮异常状态智能识别效能,异常状态识别准确率达99.25%,明显高于其他相关齿轮异常状态识别方法。

关键词： 齿轮   可靠性   不确定性   优化设计  

摘要： 在新时代下,各行各业在发展过程中都会广泛的应用到相应的机械设备。在此情况下,齿轮的运用以及分析是必不可少的。在针对齿轮的可靠性进行优化设计期间,通过相关参数的调整以及数学模型的构建,能够明确齿轮的应用寿命以及应用情况,从而保证齿轮型号的应用正确性,有效地提高部件的性能。但由于各机械设备在运行过程中存在较多的不确定性信息,对于齿轮的运行情况有着极大的影响,因此本文在齿轮不确定性下针对齿轮的可靠性优化设计进行分析。

关键词： 水稻钵苗移栽机   振动研究   有限元分析   结构优化  

摘要： 针对高速水稻钵苗移栽机的工作状态下的振动问题,本文以钵苗移栽机实验平台作为研究对象,分析其栽插结构的运动方式和工作原理,并利用Solidworks对其关键部件齿轮箱进行三维建模,导入ANSYS Workbench求解固有频率与振型,并通过试验模态验证结算结果的准确性,为移栽机减震降噪优化提供了前提条件,进而运用ANSYS优化设计模块对齿轮箱的结构参数进行优化设计,将优化后的齿轮箱装配于试验平台进行整机振动试验,结果证明了齿轮箱模态分析及结构优化的有效性,同时也验证了试验平台的可行性及有效性。对高速水稻钵苗移栽装置振动特性进行研究,找出振动源,实现降振优化以及消弭共振现象,对提升移栽装置性能及保证操作人员高效工作都有重要的意义。

关键词： 变分模态分解   包络峭度   频带熵   齿轮   故障诊断  

摘要： 针对变分模态分解模型中分解层数与本征模态分量选择困难,进而影响齿轮故障诊断结果的问题,提出采用计算本征模态分量包络峭度优化分解层数、通过频带熵选择有效的本征模态分量的方法,并对所选择的本征模态分量进行包络谱分析,提取特征频率。通过与齿轮故障频率对比,完成对齿轮的故障诊断。将提出的齿轮故障诊断模型应用于模拟信号与高强度钢齿轮实测信号中,能够精准提取信号中的特征频率,从而实现故障诊断。

关键词： 齿轮传动系统   混沌控制   RBF神经网络   螺旋锥型齿轮  

摘要： 为解决齿轮传动系统运行时会产生非线性混沌振动的问题,该文针对螺旋锥型二级齿轮传动系统采用主动阻尼的闭环控制策略,提出了一套基于RBF神经网络的混沌控制方案。设计并构建了基于螺旋锥型齿轮的二级传动系统动力模型,利用该模型和控制方案精确调控并抑制系统的非线性混沌振动。实验表明,在该控制方案下,齿轮传动系统非线性振动相比同类控制技术降低了73%,并能快速响应抑制并趋于稳定,具有较强的稳定性和鲁棒性。

关键词： 非线性动力学   时变啮合刚度   混沌与分岔   人字齿轮  

摘要： 人字齿轮承载能力强,重合度大,可靠性高,多于高速、重载工况下使用.探究高速重载人字齿轮传动系统非线性动力学特性,可为其设计提供参考.首先,计算齿轮副时变啮合刚度;引入齿侧间隙、间隙非线性函数和综合传动误差,计算时变啮合力;引入轴承游隙,计算轴承受力.随后,建立高速重载人字齿轮传动系统非线性动力学方程,使用4阶Runge-Kutta法对方程求解.最后,探究不同因素对系统动态响应影响.保持系统其他参数不变,分别改变输入转矩、啮合阻尼、齿侧间隙、啮合刚度及激励频率,绘制系统时间−位移图像、时间−速度图像、空间相图、空间频谱图及分岔图,观察系统非线性动力学响应变化趋势,判别系统运动状态.结果表明:在一定范围内,系统稳定性与啮合阻尼、啮合刚度呈正相关关系,与齿侧间隙、输入转矩呈负相关关系;逐渐增大外部激励频率时,系统运动从单周期运动逐渐变为混沌运动,随后又回归单周期运动.为保证系统平稳运行,应合理选取外部激励频率.

关键词： 关节模组   谐波齿轮   力矩传感器   应变片   卡尔曼滤波  

摘要： 为获取关节级精确输出力矩值,方便实现机器人关节力控,提出一种内嵌于谐波齿轮的力矩传感器设计方案,可有效减少关节模组设计尺寸及质量.采用四对对称分布的应变片粘贴于柔轮底部,提出一种基于激光打点的精确定位方式,以提高应变片定位精度;同时利用卡尔曼滤波方法降低应变片输出信号中转矩脉动干扰;最后,通过样机试制获得试验测试结果,并推导出柔轮力矩与关节输出力矩关系.经优化设计后,内嵌式力矩传感器静态时均方根误差为1.04%,动态时均方根误差为1.27%,具备测量关节模组末端输出力矩的能力.

关键词： 航空发动机   燃油齿轮泵   齿轮   可靠性   疲劳寿命  

摘要： 本文针对高速重载航空燃油齿轮泵的齿轮疲劳失效问题,开展了齿轮副的疲劳寿命预测研究。首先,采用赫兹接触模型理论和悬臂梁等效模型等解析法和有限元法,分析了齿轮的许用安全系数及啮合接触应力;其次,进行了齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的有限元计算;最后,采用有限元法进行了3种典型工况下的齿轮疲劳寿命预测。研究结果表明,齿轮接触及弯曲强度安全系数和接触应力均满足材料强度要求,齿轮齿面可靠性不低于99.97%,预测疲劳寿命为5027h,达到了该型齿轮泵设计寿命要求。