关键词： 相控阵超声   锥摆线齿轮   裂纹检测  

摘要： 为高效准确地完成进动式锥摆线齿轮裂纹定量分析,提出一种基于相控阵超声的齿轮裂纹检测方法。创建相控阵超声检测系统,在该系统内,利用高压脉冲生成、通道选择、回波信号处理等模块采集完整齿轮结构信息;并通过小波变换拆解超声时域信号,运用压缩传感法重构信号;使用经验模态分解法将信号分解成若干本征模函数,通过三次样条插值信号极值点,获取极值点构成的上、下包络线,将初始信号与包络线均值的差拟作单调函数,保留信号高频分量并输出分解后的超声信号,实现齿轮裂纹损伤位置检测。仿真结果证明:所提方法可有效提取超声信号中的时域与频域特征信息,裂纹检测精度高、效率快,鲁棒性强。

关键词： 故障诊断   多尺度重构   交互式能量熵   kNN  

摘要： 为精确提取振动信号中表征齿轮故障类型与程度的敏感特征,提出一种基于移动多尺度重构的交互式能量熵(Moving Multi-scale Reconstruction Based Interactive Energy Entropy,MMR-IEE)齿轮故障诊断方法。通过移动均值重构获得齿轮振动信号在不同尺度下重构信号,利用相邻数据点构成滑动窗口使振动信号的信息提取更加充分;计算不同尺度通道下的原始信号与重构信号能量分布,采用交互式叠加法获得的特征向量表征因故障而导致的振动信号能量突变。在此基础上,结合k最邻近(k-Nearest Neighbor,kNN)模式分类器,提出一种新的齿轮故障诊断方法,并将提出的方法应用于齿轮实验数据分析。结果表明,MMR-IEE方法有强故障特征提取能力,不同转速与不同工况下,齿轮故障诊断准确率达到99%。

关键词： 高速齿轮   风阻功率   参数仿真  

摘要： 随着现代工业技术的发展,人们对机械传动系统的效率和可靠性要求越来越高。在各种机械传动中,齿轮传动以结构简单、承载能力大等优点而被广泛应用于各类机械设备之间的动力传递过程中。但由于齿轮啮合时存在很强的非线性因素、齿面摩擦力作用,使得齿轮箱内部产生强烈的气流流动现象,从而导致了大量能量消耗并引起噪声污染,因此研究齿轮箱内流场特性及其影响规律具有重要意义。本文主要针对某型号高速齿轮箱进行数值模拟分析,通过改变齿轮转速获得不同工况下齿轮箱内部流场分布情况,进而得到相应的速度矢量图及压力云图,为进一步优化齿轮箱设计提供理论依据。

关键词： 齿轮传动   试验系统   齿轮加工制造   互换性测量   数字化设计  

摘要： 介绍了一种多功能齿轮传动试验系统的数字化设计方法。系统将齿轮传动的抽象概念、复杂理论等知识单元,通过数学建模、数据库构建及工程应用场景开发等手段,从齿轮传动应用、分析与设计、加工与制造、互换性与测量技术四方面进行了齿轮传动试验系统的原创性综合设计,解决了不同种类齿轮传动系统设计时的实物成型困难、重复设计、加工过程不可逆、精度低、成本高、测量设备少及交互性差等问题。通过试验系统的各功能模块的测试与分析结果,验证了系统开发方法的正确性及系统设计的实用性。

关键词： 风阻功率损失   弧齿锥齿轮副   计算流体动力学   挡风罩   湍流模型  

摘要： 基于CFD理论,利用Fluent求解软件,借助超级计算机强大的并行运算能力对航空弧齿锥齿轮副风阻功率损失进行仿真计算。采用局部综合法建立弧齿锥齿轮副三维模型,选用RNG k-ε湍流模型,考虑平均流动中的旋流流动情况,与标准k-ε模型相比,RNG通过修正湍流黏度并很好地处理了高应变率以及流线弯曲程度较大的流动。齿轮边界运动通过UDF(user-defined functions)函数驱动,同时采用动网格模拟流场形状由于边界运动而随时间改变问题。最后得出无挡风罩和不同挡风罩配置下的齿轮副风阻功率损失,证实了合理安装挡风罩能够有效降低齿轮风阻损失,并分析多组仿真实验间的减速器内流场压力、速度、湍流动能云图变化,得出了最优化的挡风罩配置,以求最小化风阻功率损失,文中减阻效果最好的挡风罩能降低55.3%的齿轮风阻损失,此时挡风罩间隙为1 mm,为工程实际应用挡风罩的设计提供了参考。

关键词： 升降机构   齿轮齿条   静态接触   动态啮合力   齿轮转速  

摘要： 齿轮齿条升降机构的动力学特性是影响其工作性能的重要因素。为了获取齿轮齿条啮合传动时轮齿啮合力的变化规律,以某型齿条式抽油机为研究对象,采用参数方程建立了齿轮齿条升降机构实体模型;基于ANSYS进行了静态接触分析,研究齿轮齿条应力应变分布,并与理论计算值进行了对比。运用ADAMS仿真模拟了齿轮齿条在不同载荷作用下的动态啮合力,研究了齿轮转速对啮合力的影响。分析结果表明,在上换向段啮合过程中存在短暂的卡滞状态导致啮合力急剧增大,在下换向段啮合过程中由于接触面积变小,齿轮齿条存在一定程度的开脱导致啮合力急剧减小;在抽油机运行过程中应尽量避免齿轮的高速运转,确保低速、匀速的工作环境对抽油机升降机构的平稳安全运行具有重要意义。

关键词： 轮齿   失效   措施  

摘要： 齿轮传动是机械传动中最广泛的一种传动形式,倘若齿轮传动失效,势必会给生产生活带来很大的麻烦。本文对齿轮传动的失效形式的原因及预防进行浅显分析。

关键词： 齿轮-转子系统   故障诊断   模糊C聚类   激励   实验  

摘要： 为了提高激励下齿轮-转子系统故障效率,采用模糊C聚类(FCM算法)算法对其进行特征处理。搭建齿轮-转子系统故障诊断试验,进行空载和扭矩为6N·m两种工况测试,从动轮上方箱体收集振动加速度信号。研究结果表明:应用改进EEMD分解后的仿真信号中提取的特征参数完成了FCM算法初始特征向量库的构建,验证了该方法方法对载荷激励下齿轮-转子系统故障诊断的有效性。搭建的齿轮-转子试验显示,改进EEMD和FCM结合完成叠加载荷激励作用下对齿轮-转子系统进行故障诊断的功能。综合运用改进EEMD和FCM方法可以满足齿轮-转子系统故障诊断的要求。该研究对提高机械传动领域运行稳定性,尤其是在激励作用下系统隐藏的故障危险的排出方面具有很好的实际价值。

关键词： 内啮合   脂润滑   齿廓修形   润滑状态  

摘要： 研究了Walker曲线修形方法对脂润滑大型内啮合圆柱直齿轮齿面润滑状态的影响。根据内啮合齿轮对的啮合规律及工程经验,选取以小齿轮基圆与节圆之间的齿廓为算例,并参数化修形后的齿廓曲线,建立了齿面油膜厚度计算模型,对修形后齿廓的润滑状态进行了数值分析。结果表明,大型齿轮修形不能完全借鉴同种类小型齿轮的修形理论经验;线性增加的修形量不能使齿面润滑状态线性变化;提高润滑脂的黏度可以有效改善由于修形曲线缺陷所造成的局部润滑不良。

关键词： 边缘跟踪   圆弧分割   亚像素边缘   随机抽样一致性(RANSAC)   中心定位  

摘要： 齿轮加工精度影响因素复杂,精度测量要求高,齿轮中心(基圆圆心)的定位精度在检测过程中至关重要。为降低工业视觉检测中缺陷与噪声对齿轮中心定位精度的影响,文章提出一种齿顶圆弧分割结合改进随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)算法定位齿轮中心。对采集的齿轮图像采用Canny算子检测边缘,使用Freeman码进行边缘跟踪;以最小二乘法拟合得到圆心粗基准,通过比较轮廓点到粗基准的距离快速分割出齿顶圆弧;采用亚像素边缘与更精确的阈值对圆弧进行精分割,并结合随机抽样一致性算法对圆弧进行拟合,得到齿轮中心。实验结果表明该算法具有较高的定位精度和较强的实用性。