关键词： 齿轮   FCA模块   STFT   故障诊断   DenseNet模型  

摘要： 针对齿轮信号具有较强非平稳性、易被强烈噪声干扰及不同故障类型间易混淆的问题,本研究提出了融入频率通道注意力(Frequency Channel Attention,FCA)机制和DenseNet45模型的齿轮故障诊断方法,实现了对故障类型的精确识别和分类。首先,对齿轮信号进行短时傅里叶变换(Short-time Fourier Transform,STFT),得到二维时频谱图作为样本,将样本按照4:1划分为训练集和测试集;然后调用更少的密集连接块构造DenseNet45模型,同时将FCA模块融入DenseNet45模型的卷积层中,并将训练集输入到模型中进行学习,通过改变学习率下降的速度来提升模型性能;最后,将学习好参数的网络模型应用于测试集进行验证,输出测试集故障识别的准确率。结果表明,所提方法在两种工况下的准确率分别达到99.875%和99.75%,能有效将不同类型的故障进行识别并分类,与其他典型卷积神经网络模型相比,所提方法准确率更高,收敛速度更快。

关键词： 齿轮箱   多维特征   状态监测   粒子群优化算法   长短时记忆神经网络  

摘要： 针对单独从振动特征、油液特征对齿轮箱进行磨损状态监测存在特征维度单一、准确率低的问题,提出基于油液-振动多维特征与粒子群优化算法-长短时记忆神经网络(PSO-LSTM)的齿轮箱磨损状态监测算法。对铁谱图像进行预处理,提取磨粒浓度特征、磨粒个数特征,对振动信号进行小波阈值去噪,并提取时域特征,得到油液振动十四维特征作为LSTM模型的输入;采用粒子群优化算法对LSTM模型进行参数寻优。实验验证:使用油液振动十四维特征的PSO-LSTM模型的识别准确率要优于单独使用振动和油液特征的PSO-LSTM模型,PSO-LSTM模型对于油液振动十四维特征数据的识别准确率全面优于未经优化的LSTM模型。

关键词： 转向架   驱动布置形式   轴重转移   黏着利用率  

摘要： 文章基于齿轮箱抱轴式驱动的特点,建立了三轴小齿轮空心轴C_(0)转向架及其单个轮对的力学模型,然后在此基础上构建了转向架变形关系及求解方程。以某型三轴小齿轮空心轴C_(0)转向架的参数为例,对比分析了四种驱动布置形式对轴重转移和左右轮重增减载的影响,并提出了转向架驱动布置形式的建议。

关键词： 齿轮箱   变分模态分解   非洲秃鹫优化算法   随机配置网络  

摘要： 针对齿轮箱故障诊断中的故障特征提取困难和故障模式难以识别的问题,提出了一种将变分模态分解(VMD)、非洲秃鹫优化算法(AVOA)和随机配置网络(SCN)相结合的齿轮箱故障诊断方法。首先针对SCN网络权重与偏置的随机初始化会导致网络预测结果的不稳定问题,提出采用AVOA算法优化SCN网络节点权值和偏置的初始化选取方式方法用于故障的分类与识别。其次利用VMD算法将齿轮箱振动信号分解为若干本征模态分量(IMF),再用相关系数筛选IMF分量并计算其样本熵,作为特征向量,输入到用AVOA算法优化后的SCN网络中进行分类识别。实验结果表明,所提方法可以准确地识别出齿轮箱的故障模式,识别准确率达到98.33%,相比于BP、ELM、RVFL、SVM、SCN等方法具有更高的故障识别准确率。

关键词： 齿轮   共存吸引子   稳定性   分岔   激变  

摘要： 考虑单级直齿轮副,构建Poincaré映射。应用初值胞映射法、延拓打靶法以及数值仿真求解并追踪系统的共存吸引子及其演化,计算Jacobi矩阵的特征值,根据Floquet理论确定周期吸引子的稳定性与分岔类型,应用胞映射法计算吸引域,研究共存吸引子的分岔特征,揭示系统在极小参数区间存在的容易隐藏的吸引子信息以及鞍结型擦边分岔和混沌激变等不连续分岔行为。在一定参数条件下,单级直齿轮副存在大量的多吸引子共存现象以及周期倍化和鞍结分岔;由于非光滑因素的影响,擦边诱导的鞍结分岔引起系统终态的跳跃和迟滞。研究结果可为直齿轮副动力学行为的评价以及系统参数设计与优化提供指导。

关键词： 困油   外啮合齿轮泵   仿真分析  

摘要： 齿轮泵困油现象直接影响到齿轮泵的工作特性,尽管国内外学者做了大量的理论研究并获得了很多研究成果,然而困油区内的参数测量仍然是难以解决的问题。本研究建立了小侧隙齿轮泵模型,利用PumpLinx软件对外啮合齿轮泵困油特性进行了仿真分析,研究了跟踪观测点设置方法,与现有文献的结果进行了对比,验证了本研究方法的可靠性,为今后进一步设计开发高性能外啮合齿轮泵提供参考。

关键词： 齿轮泵   流量特性分析   联合仿真   脉动平抑   数值模拟  

摘要： 为解决非圆齿轮泵在流体输送过程中其大排量导致的剧烈流量脉动问题,提出一种将ADAMS-Simulink联合仿真与计算流体力学(CFD)数值模拟相结合的优化方法,实现齿轮泵转子平稳传动从而降低其流量脉动。分析高阶椭圆齿轮转子的传动特性,讨论齿轮偏心率及其阶数对传动比的影响,以卵形齿轮转子为例分析偏心率对流量脉动的影响;搭建基于Simulink和ADAMS的联合仿真模型,利用PID实现卵形齿轮泵转子的平稳传动,达到缓冲减振的目的;利用Fluent动网格技术,对卵形齿轮泵进行CFD数值仿真,并基于Visual Studio网络编程平台实现Fluent和Simulink之间的数据耦合,精确模拟转子平稳传动时的变速比关系。结果表明:转子平稳传动后其流量脉动降低30.72%,该方法能够在不改变齿轮泵内部结构的情况下平抑流量脉动,具有显著的优化效果。

关键词： 聚合物齿轮   当量载荷   承载能力   评价方法  

摘要： 目前,聚合物齿轮主要沿用金属齿轮齿面承载能力评价方法,未能综合考虑聚合物齿轮材料属性、润滑状态和应力条件等多因素的影响,导致工程实际中聚合物齿轮材料选择、强度设计和齿面承载能力评估时严重依赖工程经验,限制了高承载精益设计。提出了基于标称齿轮当量载荷的聚合物齿轮齿面承载能力评价方法,获取了不同润滑状态、齿轮材料、加工方式等在内的共169组、6000余小时聚合物齿轮耐久试验数据。研究结果表明,油润滑可显著提高塑料齿轮的齿面承载能力,且油润滑下PEEK(聚醚醚酮)齿轮相比POM(聚甲醛)和PA66(聚酰胺)齿轮的齿面承载能力高30%以上,为聚合物齿轮主动设计和动力传递应用提供了评价方法和基础数据支撑。

关键词： 反转啮合直齿轮排肥器   EDEM仿真   排肥器偏角   单因素试验  

摘要： 为明确排肥器偏角对反转啮合直齿轮排肥器排肥性能所造成的影响,优化排肥器的最佳偏角,在介绍排肥器工作原理的基础上,通过solidworks中的“质量属性”功能确定其理论排肥量,通过EDEM建立排肥器的仿真模型并对排肥过程进行仿真模拟,以排肥均匀性变异系数为评价指标进行单因素试验,结果表明:排肥均匀性变异系数随着排肥器偏角的增大而减小,当排肥器偏角为90°时,即排肥器与机具行进方向的夹角为90°时,排肥均匀性变异系数最小,排肥器排肥性能最好。

关键词： 声测法   行波共振   中央传动锥齿轮   故障诊断   齿轮共振   航空发动机  

摘要： 针对航空发动机由行波共振导致的中央传动锥齿轮断裂故障,提出了一种基于声测法的齿轮行波共振转速测试方法,建立了非接触齿轮行波共振测量系统,该测试方法简便易行,不需要对转子件进行测试改装,直接引出测试部位的声信号进行分析研究。基于声测法开展了航空发动机中央传动锥齿轮行波共振试验,研究中央传动锥齿轮行波共振特性,获取了从动锥齿轮行波共振频率、危险转速范围。通过动应力同步测量试验进行对比验证,结果表明:该测试方法和系统可以精准识别和有效监测航空发动机中央传动锥齿轮行波共振频率和共振转速,行波共振频率误差小于0.025%,共振转速误差小于0.018%。该方法同时适用于其它齿轮和盘轴的行波共振故障分析,为相关类型齿轮共振试验及故障诊断提供了一种非接触、长时间监控疲劳试验的测量方法。