关键词： 行星齿轮箱   数据概率密度   一维卷积神经网络   故障诊断  

摘要： 基于数据驱动的故障诊断方法已被广泛应用于旋转机械零部件故障诊断领域。目前,大多数诊断方法主要依赖于定长数据分割产生的大量数据,但分割的数据通常为短周期的小片段信号,而实际长周期冗余信号由于数据尺度不匹配,无法直接作为测试样本进行故障识别。针对以上不足,提出了一种新的基于数据概率密度与一维卷积神经网络(Data Probability Density and One-Dimensional Convolutional Neural Network,DPD-1DCNN)的故障诊断方法,其具有两个特点:①提取信号的密度特征可抵抗数据的冗余;②适应不同长度的冗余信号可作为诊断模型的输入。该方法采用DDS试验台产生的行星齿轮箱故障数据进行了验证;其在保证高诊断精度的同时,又增强了诊断模型的适应性。

关键词： 抽油机   齿轮齿条   点蚀缺陷   接触应力   疲劳寿命  

摘要： 针对齿轮齿条式抽油机疲劳寿命不足的问题,对齿轮齿条点蚀产生的接触应力和疲劳寿命进行了研究。首先,采用参数方程建立了实体模型,结合赫兹接触理论对模型进行了精度对比;其次,分析了不同工况下多点蚀形状对于应力产生的影响;最后,计算了多种点蚀对于齿轮齿条机构疲劳寿命的影响。结果显示,低速重载工况下,各点蚀形貌的最大接触应力和最小疲劳寿命都出现在点蚀缺陷的接触长度改变最大处,椭圆形和正六边形点蚀受形貌影响最大。

关键词： 齿根过渡曲线   势能法   斜齿轮   啮合刚度   重合度  

摘要： 在势能法的基础上,提出了一种斜齿轮啮合刚度修正算法。该方法考虑了齿轮真实加工时产生的齿根过渡曲线,齿根过渡曲线是刀具展成运动时齿顶尖角所形成的轨迹线,且齿根过渡曲线与渐开线的交点为渐开线的起始点。在刚度计算时,齿根到渐开线起始点用齿根过渡曲线方程来计算,渐开线起始点到齿顶用渐开线方程来计算,运用该方法计算的啮合刚度与实际更加接近。通过与有限元法的对比,验证了该修正算法的准确性,提升了斜齿轮啮合刚度的计算精度。基于该方法,分析了渐开线形状、啮合位置以及重合度对斜齿轮啮合刚度以及传递误差的影响。结果表明,当压力角增大时,渐开线曲率半径会变大,从而提高了齿轮的端面刚度;同时,端面重合度会先增大后减小,在端面刚度与端面重合度的综合影响下,平均啮合刚度与端面重合度变化趋势相同;当啮合位置更靠近节点时,啮合刚度会提高;增加重合度会使平均刚度增加,并使传递误差峰峰值趋势整体下降;但当重合度接近0.5的奇数倍时,传递误差峰峰值会出现极大值。

关键词： 内啮合齿轮泵   噪声   齿顶   月牙板   间隙  

摘要： 某款双离合变速器(DCT)在批量生产后,在主机厂磨合测试过程中发现油泵存在异响。本文通过对内啮合齿轮泵啮合间隙过大产生噪声的机理进行了分析,经过噪声频谱对比,以及异响油泵拆解,找到噪声产生的可能原因,通过逐一实践验证,最后确定油泵内外转子与内外月牙板之间的间隙较大是本款DCT油泵产双离合变速器油泵生异响的根本原因,根据产生噪声的不同机理提出了控制措施。

关键词： 螺旋齿面齿轮   车齿加工   数控加工仿真   数控技术  

摘要： 针对大螺旋角面齿轮展成加工的难题,提出并研究一种车齿法数控加工螺旋齿面齿轮的技术。根据空间交错轴齿轮啮合理论,建立了螺旋齿面齿轮车齿法的理论加工模型,研究了车齿法加工面齿轮的自由度,建立了车齿切削中刀具和工件的展成运动,推导了车齿加工的啮合方程、螺旋齿面齿轮工作齿面方程。在基础上,构建了车齿法螺旋齿面齿轮数控加工模型,根据螺旋齿面齿轮车齿理论坐标系与数控车齿坐标系的对应关系,推导出螺旋齿面齿轮数控车齿中的两个回转运动和三个直线移动的运动参数。对螺旋齿面齿轮进行数控车齿仿真,获得了仅在小端齿根处存在5.6μm误差的高精度螺旋齿面齿轮模型,验证了螺旋齿面齿轮数控车齿加工技术的可行性。

关键词： 变分模态分解   樽海鞘群算法   2.5维谱   行星齿轮箱   故障诊断  

摘要： 针对行星齿轮箱实际工况中存在多种频率耦合无法直接提取故障特征频率的问题,提出一种基于樽海鞘群算法优化变分模态分解(SSA-VMD)结合2.5维谱的故障诊断方法。运用SSA优化VMD的参数;运用自相关系数对分解信号进行重构,降低噪声的干扰;最后运用2.5维谱对重构信号中的频率耦合进行解耦运算。搭建行星齿轮箱磨损故障全生命周期实验台采集振动信号,运用提出的方法解耦出参与耦合的故障频率成分,揭示了行星齿轮箱磨损故障演化规律。研究结果表明:随着磨损故障程度的加深,磨损故障特征频率明显增多。

关键词： 高铁齿轮钢   热处理   晶粒度   端淬性能   力学性能  

摘要： 针对首批试制的18CrNiMo7-6高铁齿轮钢坯晶粒度及端淬试验硬度值无法满足技术要求的情况,通过优化材料C、Mn化学成分内控设计,增加Al、N含量,并制定合理的冶炼、模铸、锻造、热处理工艺,成功开发出高铁齿轮18CrNiMo7-6锻坯。结果表明:成分和生产工艺优化后的18CrNiMo7-6高铁齿轮钢坯奥氏体晶粒度评级为7.0级,且无混晶出现;端淬性能从距离淬火端40 mm内硬度值逐渐减小,尤其J20后变化明显,解决了首批试制的高铁齿轮钢端淬性能超标的问题;淬火+低温回火后力学性能指标也满足技术要求,且富余量明显。

关键词： 摇臂行星传动齿轮   优化设计   非线性规划   遗传算法   薄煤层采煤机   MATLAB  

摘要： 针对薄煤层采煤机摇臂行星传动齿轮优化设计问题,以优化设计理论为基础,以渐开线圆柱齿轮设计原则、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、行星传动齿轮配齿要求等为约束条件,以行星传动齿轮体积最小为优化设计目标。从具体问题抽象出5个变量,7类边界约束条件和3个关联条件组成的复杂数学模型,分别运用fmincon非线性规划方法和遗传算法,在MATLAB软件上实现问题求解。结果表明,非线性规划和遗传算法两种优化方法都能够达到减小行星减速器体积,提高功率密度的设计目标;遗传算法相比非线性规划方法在寻找全局最优解方面,更有优势。

关键词： 故障诊断   不平衡数据   SMOTE算法   随机森林  

摘要： 汽车零部件的齿轮装配过程中往往伴随着多种类型的故障,快速且精准地判断故障类型,对保证齿轮装配工位稳定运行具有重要意义。因此,提出一种基于SMOTE采样方法和随机森林(RF)分类方法的故障诊断模型——SMOTE-RF。首先,在实际齿轮装配过程中,故障数据是不平衡的,可以使用SMOTE算法生成平衡的故障数据;其次,将平衡后的数据作为随机森林算法的输入实现故障分类;最后,对模型进行性能评估。实验结果表明,SMOTE-RF模型的分类效果优于SVM和XGBoost。

关键词： 风电机组   轻量化   集成设计   参数优化   开关磁阻发电机   设计效率  

摘要： 为实现开关磁阻型风电机组轻量化的设计目标、提高设计效率,提出一种开关磁阻风力发电机-齿轮传动系统参数集成设计方法。该方法以开关磁阻风力发电机和齿轮传动系统结构参数为设计变量,以系统质量最小为优化目标。基于有限元法计算开关磁阻发电机磁链与转矩特性矩阵。在此基础上,建立开关磁阻发电机非线性动态仿真模型以计算开关磁阻发电机动态转矩,并应用模拟退火算法优化开关角,获得最大发电机转矩,最后采用下山单纯形优化方法迭代发电机-齿轮系统质量,获得满足设计要求前提下系统质量收敛时的设计变量值。该优化过程优化套优化,可最大程度降低系统质量。上述设计流程通过脚本实现自动化运行以提高设计效率,可实现开关磁阻发电机-齿轮系统轻量化参数集成设计。基于该方法,针对8 MW风电机组进行参数设计,并与现有的相同发电容量永磁型风电机组的质量和发电机转矩性能对比。结果表面:通过该方法设计开关磁阻风力发电机-齿轮传动系统可保证发电机具有良好的转矩性能,同时可有效降低系统质量,且可极大地提升设计效率。