关键词： 感应耦合无线电能传输   松耦合变压器   磁路模型   齿轮状磁芯  

摘要： 感应耦合式无线电能传输系统中,松耦合变压器的耦合系数是影响系统变换效率的关键因素。为提高其耦合系数,针对普通圆盘型松耦合变压器,基于其磁场仿真结果建立等效的磁路模型并作分析,在此基础上对圆盘形磁芯先后采取挖通孔、加引导磁芯的方法进行优化,并结合多U型磁芯结构提出一种新型齿轮状变压器结构。通过仿真与实验验证了该结构能在降低变压器重量的同时,有效提高其耦合系数,且具有良好的旋转稳定性。

关键词： 自适应转向架   齿轮传动装置   一级带介轮人字齿   架悬  

摘要： 针对一种高速动车组轴箱内置式转向架下全新接口型式、更窄横向空间及更高下部限界要求等特点,开发出了一级带介轮人字齿齿轮传动装置;齿轮传动装置与转向架采用架悬连接方式,实现了驱动系统一体化设计要求,满足最高设计时速385 km轴箱内置式转向架接口及性能要求,并通过试验对齿轮传动装置各项性能指标进行验证。

关键词： 齿轨列车   齿轮齿条传动   动力学分析   时变啮合刚度   轴重转移  

摘要： 基于车辆-轨道耦合动力学及齿轮传动系统动力学理论,建立完整的考虑齿轮齿条动态啮合激励的齿轨车辆-轨道耦合动力学理论模型。提出了基于势能原理的齿轮齿条啮合刚度计算方法,并与Simpack自带的225号力元以及有限元法计算结果进行对比分析,表明提出的方法具有良好的精度与效率。基于该动力学模型,分析了轨道随机不平顺激扰下齿轮齿条动态啮合力、齿轮角加速度、轮轨垂向力、车体加速度等动态响应特性,探究了齿条基体挠度变形对齿轨动态响应的影响,揭示了线路坡度以及行车速度对齿轨车辆动力学性能的影响规律。研究结果表明,提出的解析法和有限元法均能反映齿条基体挠度变形对齿轨动态响应低频特性的影响;齿轮齿条啮合力、齿轮角加速度等齿轨啮合动态响应随线路坡度和行车速度的增加而增加;轮轨垂向力和横向力均方根值随运行速度的增加而增加;在分析的10~35km/h速度范围内,各轮对脱轨系数均小于0.8(允许限值),车体垂向和横向平稳性指标均小于2.5(优),满足相关标准对行车安全性与平稳性指标的要求。

关键词： 工程机械齿轮   齿轮加工技术   热处理工艺  

摘要： 工程机械齿轮常装配于推土机、挖掘机等机械的变速箱和传动装置,由于工程项目使用机械设备的频率较高,并且机械作业压力比较大,要求工程机械齿轮的加工必须符合国家标准,尤其是对工程机械齿轮的选材和加工方面,必须予以高度重视,同时还要加强热处理工艺的应用,保证热处理工艺能够达到相应的技术要求。基于此,文章分析了工程机械齿轮加工的材料要求,探讨了工程机械齿轮加工技术的应用,并总结了工程机械齿轮的热处理工艺,从而为提升工程机械齿轮的质量提供支持。

关键词： 齿轮   弯曲疲劳   疲劳寿命   P-S-N曲线  

摘要： 42CrMo属于超高强度钢,其具备较高的强度,材料淬透性能好,淬火后的变形量小,大量地应用于牵引用的大齿轮、承压主轴、连杆等传动件材料,弯曲疲劳试验对齿轮疲劳寿命预测具有重要意义。首先,通过齿轮弯曲疲劳试验,获得了应力比R=0.1时交变载荷作用下的齿轮弯曲疲劳试验数据,得到了齿轮弯曲疲劳强度P-S-N曲线和拟合曲线关系式,以及不同可靠度下齿轮所能承受弯曲的疲劳极限值。随后,采用有限元方法对齿轮弯曲疲劳试验进行了数值模拟,得到了齿轮齿根处的静力学强度和理论计算值对比,分析表明数值模拟所得结果与理论分析结果基本一致,可以作为弯曲疲劳试验疲劳寿命仿真的基础。最后,通过弯曲疲劳寿命试验试验值与数值模拟结果对比,结果表明,疲劳寿命试验值与可靠度在84.1%时数值模拟得到的弯曲疲劳寿命基本一致,验证了数值模拟的准确性,因此能够有效预测42CrMo齿轮的弯曲疲劳寿命。

关键词： 灰狼优化算法   模糊核聚类   齿轮箱   故障诊断   错误率  

摘要： 采用莱维飞行策略对灰狼优化算法进行了优化,显著提升了算法的初期搜索性能。建立了LF-GWO算法求解FKCA模型,并给出了故障诊断步骤。通过实验验证结果表明:经过800次迭代计算处理时,LF-GWO寻优形成的最小错误率2%,以LF-GWO/FKCA诊断测试集时获得了98%的正确率,只对点蚀与磨损的故障类型存在错误判断各一处情况。相比较FKCA和BP方法,采用LF-GWO/FKCA方法则可以将无标签缺齿数据归为第4类,从而实现与已知故障类型的区分,达到了更高的正确率,实际测试正确率为98%,显著提升故障诊断正确率。对齿轮箱的故障进行诊断仿真显示本文设计的诊断方法可以达到很低的错误率,表现出了优异的故障诊断性能。

关键词： 车辆工程   斜齿轮   宏观参数   遗传算法   优化  

摘要： 针对齿轮系统在初始设计阶段存在传递误差波动量大,进而导致的振动噪声突出等问题,提出了一种齿轮副宏观参数多目标优化方法。基于势能法和切片法推导出了斜齿轮传递误差解析计算公式,并以齿轮副总重合度最大、传递误差波动量最小和齿轮副总体积最小为优化目标,以齿轮宏观参数为设计变量,以带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)为优化算法,建立了齿轮系统宏观参数优化模型。以某二级减速齿轮系统为算例,采用优化模型对齿轮副宏观参数进行了优化设计,基于MASTA软件对优化前、后的动力学指标进行了仿真。结果表明,不同工况下,经过宏观参数优化后的齿轮系统啮合传递误差波动量、系统传递误差波动量和轴承座振动位移幅值均得到不同程度的降低,系统动力学性能得到整体改善。

关键词： 斜齿轮   啮合刚度   齿间载荷分配   断齿故障  

摘要： 斜齿轮副啮合刚度计算和齿间载荷分配是其动力学分析和强度计算的基础。针对斜齿轮啮合刚度近似代替法的准确性问题,结合斜齿轮线长度接触变化规律、单齿单位长度啮合刚度抛物线模型和ISO6336-1标准,建立了斜齿轮啮合刚度计算准静态弹性模型,并与基于准静态刚性模型的近似代替法、ISO6336-1标准进行了对比研究。结果表明,单对齿最小刚度与最大刚度比值α_(k)=0.55时的准静态弹性模型计算结果与ISO标准结果一致性较好,准静态刚性模型计算结果与ISO标准结果误差较大。分析了几何参数对斜齿轮综合啮合刚度和载荷分配系数的影响规律,针对斜齿轮典型断齿故障,讨论了不同断齿形式和断齿尺寸对啮合刚度和载荷分配系数的影响变化,为其故障动力学研究提供基础。

关键词： 飞秒激光   面齿轮   表层形态   残余应力   能量密度  

摘要： 针对面齿轮材料18Cr2Ni4WA,研究飞秒激光辐照面齿轮材料的热力效应,建立飞秒激光烧蚀面齿轮温度-应力耦合模型,分析多脉冲时不同能量密度下电子温度、晶格温度以及热应力的变化过程。结果表明:电子温度、晶格温度以及热应力随激光能量密度的增大而增大。实验和仿真的对比结果说明,烧蚀齿面表层为残余压应力,烧蚀深度和凹坑直径随激光能量密度的增加而增大,较大的激光能量密度会产生较多的熔融物,降低飞秒激光加工质量,当能量密度为1.78 J/cm^(2)时,齿面表层形态较好。本文为提高飞秒激光精微烧蚀面齿轮质量提供了研究基础。

关键词： 薄煤层   采煤机   行星传动齿轮   优化设计  

摘要： 科学技术飞速发展的现如今,创建产品数学模型,通过数字CAD/CAE等辅助技术优化产品设计方案,实现产品可靠性与开发效率的提升,是机械设计研究的必然趋势。作为矿山设备的一种常用传动方式,行星齿轮传动机构结构比较复杂,造成该传动齿轮设计周期长,且难度大。因我国薄煤层地质条件比较特殊,主要选择窄截深开采,而薄煤层开采深度与采煤机身会限制摇臂行星传动齿轮轴向尺寸,由此就会对薄煤层采煤机密度化、高效率开展工作产生严重制约。本文优化分析薄煤层采煤机的摇臂行星传动齿轮,以期能够减小行星传动齿轮体积,提升采煤机摇臂可靠性与设计效率,优化设计结果显示,与常规设计相比,采煤机摇臂传动齿轮体积进一步缩小,增大了齿轮功率密度,使薄煤层采煤机环境适应性得到提升。