关键词： SCADA系统   风机偏航齿轮箱   机械故障自动监控   SSA-ELM网络   特征提取  

摘要： 风机偏航齿轮箱是风力发电机组的核心组件之一,为了及时发现偏航齿轮箱的故障,提高风机运行的可靠性,提出SCADA系统下风机偏航齿轮箱机械故障自动监控方法。利用SCADA系统自动获取初始故障信号,通过倒频谱分析法,消除其中的干扰成分;基于风机变化速率、风速-功率特征和液压制动压力特征,提取风机偏航齿轮箱机械信息;构建SSA-ELM网络,将提取到的特征输入该网络中,实现风机偏航齿轮箱机械故障自动监控。实验结果表明,所提方法能够较好地适应各类环境干扰,具有较好的风机偏航齿轮箱机械故障自动监控效果。

关键词： 中心距偏差   啮合刚度   传递误差   振动特性  

摘要： 考虑中心距偏差的影响,将单个轮齿的啮合过程离散成20个啮合点,并建立不同啮合点处的直齿轮副静态啮合有限元模型,研究了齿轮啮合刚度以及传递误差随中心距偏差变化的规律。随后建立了直齿轮副动态啮合有限元模型,通过瞬态动力学仿真分析了中心距偏差、转速以及负载扭矩等参数对齿轮副系统振动响应的影响。研究结果表明:随着中心距偏差增大,直齿轮啮合刚度降低,静态传递误差增大,啮合振动变大,但是对于振动的影响存在一个临界值,当偏差达到临界值之后,随着中心距偏差的增大,齿轮副的啮合振动将维持在一个相对恒定的状态;齿轮副系统的振动随着转速的升高而增大,当处于共振转速时,齿轮发生严重脱啮,齿轮系统中的主要激振频率不再与啮合频率成整数倍关系,此时齿轮的振动呈现随机性,啮合冲击成倍增加,啮合稳定性下降;齿轮副的啮合振动随着扭矩的增大而呈现非线性递增,当扭矩过大时会引发节线冲击以及轮辐的异常振动,导致齿轮啮合性能变差。

关键词： 齿轮   动态啮合   有限元   裂纹扩展   啮合刚度  

摘要： 【目的】基于线弹性断裂力学理论和动力学仿真,提出了一种模拟齿根疲劳裂纹扩展和计算含齿根裂纹齿轮啮合刚度的模型,以研究直齿圆柱齿轮齿根裂纹扩展特性及其对啮合刚度的影响。【方法】首先,通过齿轮动态啮合过程的动力学仿真,确定初始裂纹位置;然后,创建考虑真实接触情况的齿根疲劳裂纹扩展模型并进行扩展路径仿真;最后,基于裂纹仿真路径,研究了不同裂纹程度对啮合刚度的影响。【结果】结果表明,齿根裂纹的断裂形式主要以张开型裂纹为主,裂纹初期主要向轮缘的方向扩展,后期裂纹朝着齿根的方向均匀扩展;单齿啮合过程中,裂纹对综合变形量和啮合刚度的影响最大;同时,当裂纹深度较小时,扩展路径对齿轮综合啮合刚度的影响较小,随着裂纹深度的增大,这种影响逐渐明显。

关键词： 载荷   齿形   优化   齿轮传动系统  

摘要： 为了对齿轮传动系统的传动效率、系统稳定性以及系统的使用寿命进行优化,研究对齿轮传动系统的载荷和齿形设计方法进行了全方位的优化,以期望提高系统的各项性能。研究对优化设计前后的齿轮传动系统进行对比试验,实验结果显示,优化后的齿轮传动系统的接触应力降低到了1730 MPa,接触力应力均载系数和啮合力均载系数均有所降低。并且优化后系统的综合精度达到了99%,平稳性达到了97%,远高于优化前的系统。由上述结果可知,研究提出的优化方法能够提高齿轮传动系统的整体性能。

关键词： 高速人字齿轮   动力学优化   振动加速度   稳健性优化  

摘要： 为研究齿轮传动系统动力学稳健性优化设计方法,以高速人字齿轮传动系统为研究对象,首先,建立其动力学分析有限元模型,利用模态叠加法计算箱体振动加速度;然后,选取齿轮箱上7个主要结构参数作为动力学优化的设计变量,以箱体表面振动加速度均方根值最小作为优化目标,通过6σ稳健性优化方法得到最优设计变量;最后,在优化后的样机上开展振动特性实验.结果表明:优化前后齿轮箱体均不会发生共振,优化后振动加速度均方根值降低26.1%以上,优化后结构的可靠度可达97.1%以上.

关键词： 煤矿   人工神经网络   齿轮   故障检测  

摘要： 煤矿机械作为煤矿开采的核心装备,其性能的稳定性和可靠性直接关系到煤矿生产的连续性和安全性。为了更高效地进行系统故障检测,研究设计了一种基于人工神经网络的方法。过程中建立了齿轮系统啮合模型,设计了啮合频率的计算过程,针对实时收集到的数据进行计算。实验结果表明,在48 t齿轮组中进行平均精度均值测试时,研究方法在可追溯性故障链条数为17~18时保持在0.8047。说明研究方法具有更准确的齿轮故障检测效果,能够为煤矿开采提供技术支持。

关键词： 奥氏体晶粒   Arrhenius模型   时间指数   晶粒长大  

摘要： 研究了Nb微合金化对齿轮钢18CrNiMo7-6奥氏体晶粒长大的影响,并建立了Arrhenius晶粒长大模型,利用优化时间指数对考虑固溶因素的微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6晶粒长大模型进行了优化。结果表明,在900~1100℃范围内晶粒平均尺寸随着保温温度的升高及时间的延长而长大,粗化温度为1000℃;18CrNiMo7-6钢和Nb微合金化18CrNiMo7-6钢的晶粒热激活能分别为132.086、153.500 kJ/mol,Arrhenius长大模型分别为2.223×10^(6)exp(-132086/RT)t^(n)和1.125×10^(7)exp(-153500/RT)t^(n);并建立了时间指数函数,分别为0.0775+0.2317/[1+10^((1326.73-T)×0.0235)]和0.0365+0.2109/[1+10^((1339.27-T)×0.0051)],通过时间指数函数优化了考虑固溶因素的晶粒尺寸预测模型,在高温下该模型预测效果更佳。

关键词： 弧齿锥齿轮   齿侧间隙   非线性动力学   集中质量法  

摘要： 针对某航空发动机的中央传动弧齿锥齿轮系统,展开非线性动力学特性研究。基于集中质量法,建立了八自由度的弧齿锥齿轮系统动力学模型,并采用模型降阶技术和Runge-Kutta数值积分方法对量纲一化非线性方程组进行求解。通过时域响应、相平面图和Poincare图等分析了齿侧间隙、啮合频率与支承刚度对系统振动响应的影响规律。结果表明:齿侧间隙增大会导致弧齿锥齿轮副轮齿间产生显著的非线性冲击现象,迫使齿轮系统的运动状态发生改变,系统振动响应从单周期运动逐渐过渡到多周期运动,最终进入混沌运动状态,尤其在齿侧间隙140~160μm内更显著;啮合频率对系统振动响应的影响与系统固有频率密切相关,随着啮合频率的增大,系统振动响应经历了周期运动-混沌运动-周期运动的变化;提高支承刚度对于增强系统稳定性至关重要,支承刚度过小会增加系统进入混沌运动的可能性。

关键词： 齿轮箱  

ISBN: (纸本)9787030801982

摘要： 齿轮箱工作中受外部环境干扰时，其故障特征易被噪声淹没。因此对故障信号进行特征提取是齿轮箱故障诊断的重点和难点。本书从三个方面阐述故障特征的处理方法。在降噪算法上，通过对原有方法的自适应改进，分别提出自适应基于短时傅里叶变换的维纳(AWT-STFT)滤波器方法、自回归滑动平均模型和多点最优最小反褶积调整(ARMA-MOMEDA)方法及自适应奇异谱分解(ASSD)方法。针对时频分析技术中存在模态混叠的问题，优化奇异谱分解方法，提出基于多目标粒子群优化算法的自适应变分模态分解(VMD)方法、基于自适应混沌灰狼优化(CGWO)算法、SG滤波器和改进的拉普拉斯高斯(SGMLoG)滤波器算法。在智能故障诊断方面，提出基于复合多尺度极差熵的轴承故障特征提取方法及基于多局部均值的零阶自主学习多模型分类器(MLMALMMo-0)的滚动轴承故障识别方法。此外，还基于自适应稀疏谱分解变分模态分解(ASSD-VMD)方法对滚动轴承的早期故障进行诊断与分析、基于自适应滤波短时傅里叶变换(AWF-STFT)与自适应奇异谱分解方法(SSD)对齿轮箱故障进行诊断与分析。本书可供从事齿轮箱设计、使用和维护等相关领域工作的技术人员学习参考，也可供相关技术人员在日常齿轮箱设计、实验、维护等工作中使用，还可作为从事齿轮箱应用技术工作的工程师的工作指导书。

关键词： 同轴磁齿轮   Spoke结构   Halbach阵列   多目标遗传算法   转矩  

摘要： 为了提高同轴磁齿轮的电磁性能，本文提出一种带新型Halbach阵列的同轴磁齿轮。内转子永磁体采取凸-T交替排列形成Halbach结构，外转子永磁体则为Spoke结构和Halbach阵列的结合，提高聚磁效果。此外，维持永磁体用量的前提下，以高输出转矩和低转矩脉动为优化目标，基于灵敏度分析，采用响应面法和多目标遗传算法进行优化，确定了改进型磁齿轮的优化参数。建立具有内、外转子极对数分别为4和17的有限元仿真模型。与传统型和常规型Halbach阵列磁齿轮相比，改进型磁齿轮能有效提高气隙磁密，降低气隙中非工作谐波，输出转矩分别提高45.43%和23.69%。最后，制作样机并搭建测试平台。实验验证了改进型磁齿轮的转矩比与传动比基本保持一致，且效率可达90%以上。