关键词： 装载机   轮边减速器   齿轮   热-机械耦合   接触疲劳  

摘要： 装载机在作业时工况恶劣,其驱动桥中的齿轮系统热-机负载较大,其疲劳性能决定了整机可靠性。针对装载机在服役期间轮边减速器齿轮接触疲劳问题,对其进行了有温度场与无温度场两种情况下的疲劳寿命分析。首先建立了齿轮单齿啮合的有限元模型,跟据传热学理论计算了疲劳试验加速加载谱工况下齿轮的热边界条件。随后对其温度场与应力场进行了求解,得到了啮合齿轮在各级载荷下的温度分布与应力分布。最后对齿轮接触疲劳寿命进行了评估并与台架试验结果进行了对比,结果表明:有温度场作用的疲劳寿命更接近实验结果。研究为齿轮系统的优化及抗疲劳设计提供了参考。

关键词： 关节臂测量仪   齿面测量辅助尺   齿面插值   齿距偏差   齿廓偏差  

摘要： 目前大齿轮的测量方法依然存在着较大的提升空间,针对这一情况,提出一种基于关节臂测量仪的大齿轮测量方法。应用六自由度关节臂测量仪,对大齿轮齿廓面进行采点,收集点云数据。设计一种齿面测量辅助尺,确定关节臂测头的采样位置,并保证测头的采样方向一致。运用双三次NURBS插值方法,创建出实际齿面模型。通过得到的实际齿面齿廓,与两条理论齿廓间的法向距离求得齿廓偏差,运用分度圆处矢量法确定实际齿面齿距,与理论齿面齿距进行比较得到齿距偏差。最后,运用该方法对某大齿轮进行大齿轮测量,求得单个齿距偏差为21.5814μm,齿廓偏差为35.2006μm。结果表明该测量方法是可行的和有效的。

关键词： 动车组(EMU)   齿轮箱   ADAMS软件   动力学分析  

摘要： 使用Pro/E软件建立动车组(Electric Multiple Units,EMU)齿轮箱传动的参数化模型并完成装配。通过Mechanism/Pro转换该模型,将其导入机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems,ADAMS)软件,对ADAMS软件中构建的虚拟样机模型进行动力学分析,计算动车组齿轮箱齿轮的角速度、大小齿轮间的啮合径向力和法向力,并进行相应的对比分析。

关键词： 齿轮   托架   滚珠   弹簧   圆齿嵌套  

摘要： 围绕卷线电缆使用的托线盘进行了研究。根据机械结构设计基础,设计空心卷线托架盘的结构。该托盘只需要4步(按下手动转轴、转动手动转轴托架张开、根据卷线宽度抽出中间托架、拉出内托架旋转90°)就能完成空心卷线的更换挂盘,在使用效率、便捷性方面效果显著。

关键词： 齿轮箱   故障识别   小波   神经网络   准确率  

摘要： 为了提高在时变转速条件下对齿轮箱故障进行识别的能力,综合运用门控循环单元神经网络(GRUNN)与深度小波自动编码器(DWAE),开发了一种齿轮箱故障诊断模型。通过Adam优化算法与Dropout处理技术对模型进行了训练,采用经过训练处理的模型并通过Softmax分类器实现对样本齿轮箱运行状态的识别。研究结果表明:运用DWAE和GRUNN模型获得了良好的诊断效果,对齿根裂纹、齿面磨损、断齿的故障识别准确率都达到96%以上。本模型的齿轮箱故障识别具备DWAE鲁棒特征提取能力,表现出比其他方法更高的待诊样本准确率。在逐渐增加训练样本数量的过程中,获得了更高的待诊样本准确率。该方法具有较强的抗噪能力和时变转速适应能力,易于在同类机械传动设备的故障诊断领域应用推广。

关键词： 故障诊断   风电机组齿轮箱   时变工况   无转速计   阶次跟踪   时频分析  

摘要： 针对时变工况风电机组齿轮箱振动信号受噪声干扰和频率模糊问题,通过研究无转速下风电机组齿轮箱振动信号与转频波动规律间的联系,提出了基于VMD⁃SET时变工况的风电机组齿轮箱无转速计阶次跟踪方法。该方法利用变分模态分解(VMD)滤波,利用同步提取变换(SET)对齿轮箱振动信号时频分析,分别从轴承故障时域振动信号中初步提取故障特征频率趋势,从正常齿轮啮合调制时域振动信号中提取啮合频率时频脊线,进一步利用精细化时频脊线交叉解耦优化瞬时频率提取效果,再用提取的转速曲线对轴承故障振动信号进行阶次跟踪,从角域阶次谱中得到故障特征阶次的单根谱线。通过仿真及实验验证了所提方法的优越性和有效性。

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。