关键词： 齿轮箱   改进的自适应噪声完备集成经验模态分解   多尺度排列熵   随机森林   支持向量机   特征提取   故障诊断  

摘要： 针对齿轮箱非平稳振动信号特征提取难、特征向量冗余度高和故障识别率低的问题,提出基于改进的自适应噪声完备集成经验模态分解(Improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,ICEEMDAN)、多尺度排列熵(Multi-scale permutation entropy,MPE)、随机森林(Random forest,RF)特征重要性排序和支持向量机(Support vector machine,SVM)的齿轮箱特征提取与故障诊断方法。首先,通过ICEEMDAN将各种故障状态的齿轮振动信号分解为一系列不同频率分布的本征模态分量(Intrinsic mode functions,IMF);然后,计算各阶IMF的MPE值获得非平稳信号时频分布下的非线性动力学特征;最后,通过RF算法评估特征重要性,选择高重要性敏感特征组成最优特征子集输入SVM进行故障模式识别。试验结果表明,该方法特征提取和表征能力强,在不同工况下的平均识别率可达99.79%,在多工况和小样本数据集上比其他方法更具稳健性。

关键词： 二维建模   COMSOL   同心式   机器人领域   磁力线分布   Halbach   风力发电   新型传动  

摘要： 永磁齿轮作为一种新型传动机构,在风力发电以及机器人领域有很大发展前景。本文对Halbach同心式永磁齿轮进行了二维建模,使用COMSOL有限元分析软件进行了二维静态以及动态分析,得到了机构的磁力线分布图以及气隙磁密波形。针对Halbach同心式永磁齿轮耦合转矩过低的问题对机构重要几何参数进行了数值优化,并且对优化前后的气隙磁密波形,耦合扭矩进行了对比。结果表明对于几何结构的优化设计可以显著提高耦合扭矩。

关键词： 齿轮传动系统   时序特征模式   弛缓故障   实时诊断   动态时间弯曲   CUSUM  

摘要： 牵引控制单元是列车动力系统唯一的控制装置,充分利用其全面的信息采集和处理能力,准确诊断出牵引传动系统关联的走行部件故障,以便控制单元及时执行合理的保护动作,对提升列车的可靠性和安全性至关重要。现有的齿轮弛缓故障诊断方法因仅采用了牵引电机速度信息,存在误报或漏报现象,为此,文中提出一种基于多维系统信号时序特征模式辨识的弛缓故障实时诊断方法。该方法首先从齿轮传动系统弛缓故障机理入手,结合历史故障案例数据,从相关系统信号中提取出能够有效表征故障的特征指标;其次,揭示列车不同工况下的特征指标的变化规律,建立与弛缓故障强相关的多变量时序特征模式库;然后,基于动态时间弯曲算法实现与模式库相关时序特征的实时相似度匹配并采用CUSUM算法进行诊断决策,实现弛缓故障的有效辨识。最后,应用列车实际运行数据对提出的故障诊断模型进行验证。测试结果表明,相比现有的方法,提出的方法明显提升了弛缓故障检测率,且在速度传感器发生故障和轮对空转时,不会出现弛缓故障误报,具有良好的实用价值。

关键词： 双联行星轮   扭转变形   传动误差   三维形貌   PLTCA  

摘要： 针对双联行星齿轮轴在载荷作用下产生扭转变形造成行星轮系偏载、轮齿啮合冲击大等问题,提出了考虑双联行星齿轮轴扭转变形的拓扑修形方法。分析了双联行星齿轮轴扭转变形成因及其对轮系均载性能的影响,基于多体齿轮承载接触分析(PLTCA)、齿轮承载接触分析(LTCA)求解了变形下的承载传动误差与齿面载荷分配系数;利用优化智能算法求解了齿面最大修形量条件下的修形参数最优解;对所提方法进行仿真验证。结果表明,本方法能有效降低齿面单位长度载荷与传动误差幅值,一级、二级行星轮齿面单位长度载荷分别下降33.58%、21.35%,传动误差幅值下降77.74%;在减速器载荷试验台上进行实验验证,实验结果与仿真结果一致;各行星轮齿面的磨损情况均大幅改善,较好地解决了NGWN型行星轮系偏载问题,提高了设备传动精度与使用寿命。

关键词： 齿轮传动系统   优化算法   轻量化设计   模态分析  

摘要： 基于某企业二级齿轮传动系统,对齿轮系统轻量化优化方法进行研究分析,提出一种基于遗传算法(GA)与差分进化算法(DE)的混合优化算法(GDE)。结合GA算法全局寻优能力强的特点,为DE算法提供优质初始种群,以二级齿轮中心距和体积最小为目标函数进行优化设计并将结果与两种传统算法结果进行比较,对轻量化后齿轮系统进行了模态分析。优化结果显示,GDE算法收敛速度最快,优化后齿轮体积减少了10.5%,重合度增加了5.8%;仿真结果显示,轻量化后齿轮不会产生共振,符合实际工况需求。

关键词： 高速列车齿轮   摩擦系数   热结构耦合   显示动力学   热应力   名义应力  

摘要： 高速列车齿轮在最高转速/转矩下会产生高温,温度过高会使齿轮系统发生热变形,容易导致齿轮轮齿折断、传动失效等问题。首先研究不同摩擦系数对齿轮表面温度的影响,采用ABAQUS/Explicit方法对最高转速/转矩及不同摩擦系数下的热应力和名义应力进行对比。结果表明:摩擦系数越大,高速列车齿轮系统热应力和名义应力之差越大;当摩擦系数为0.1时,热应力和名义应力峰值较小;在0.02 s内高速列车齿轮系统热应力和名义应力最高点均处于齿根处。其次采用热结构耦合研究不同材料比热容对高速列车齿轮系统温度影响,结果表明:高速列车齿轮在比热容为700 J/(kg·℃)时较合适。本研究为高速齿轮系统的结构设计和工程应用提供了一种新思路。

关键词： 氧化稳定性   极压抗磨性   油液监测   失效评判基准  

摘要： 齿轮箱是高速动车组动力转向架上的核心部件,齿轮箱工作性能的好坏直接影响到动车组列车运行的安全性和可靠性,是我国高铁跑出世界速度的重要保障。KRG齿轮油可靠性考察选用CRH380A型动车组,最高运营时速达到300 km/h,运营线路为福州至上海虹桥。CRH380A运行条件的复杂性和动车组齿轮箱本身高温、高转速的工况特点,对润滑油性能提出了严苛的要求。昆仑KRG 75W-80齿轮油通过60万千米CRH380A型动车组的行车考察研究,表明其具有良好的氧化稳定性、抗磨耐久性、密封材料适应性,可为CRH380A型动车组齿轮箱提供良好的润滑保护。

关键词： 齿轮   工艺   机械压力机   分度圆跳动   精度  

摘要： 分度圆跳动是压力机齿轮精度与性能的关键评价指标之一,其数值大小直接关联加工、检验、装配的诸多环节,但分度圆跳动的控制过程极其繁琐,检测不方便,且精度不易保证。本文介绍全新的加工制造方法、检测工艺来保证分度圆跳动的精度。

关键词： 罗茨风机   故障诊断   SVDD   PSO  

摘要： 针对某热源厂罗茨风机齿轮箱故障诊断中诊断技术难度大,准确率不高的情况。现提出将支持向量数据描述(Support Vector Data Description,SVDD)和粒子群优化算法(Particle Swarm optimization,PSO)相结合来进行齿轮箱设备的故障诊断。分别利用数据采集器采集到的罗茨风机齿轮箱正常状态数据以及特定故障数据构建经PSO算法优化后的SVDD最小超球体模型,用建立好的模型对测试数据进行故障诊断,使诊断结果更加准确。工业应用结果表明:该方法可以有效地处理罗茨风机故障诊断难度大、准确率低的问题,能较好识别已知故障并做出报警处理。

关键词： 中频感应   齿轮   背齿回火  

摘要： 针对不同模数中频感应淬火齿轮的背齿回火问题,采用统计学方法得出模数小于12 mm的齿轮易发生背齿回火缺陷,结合背齿回火缺陷形成的机理分析,讨论了产生背齿回火缺陷的原因;通过中频感应淬火对比试验,验证了不同工艺参数对背齿回火的改善效果,获得了改善模数小于12 mm齿轮背齿回火缺陷的工艺方案。