关键词： 齿轮钢   微合金化   组织   接触疲劳   超高周疲劳  

摘要： 齿轮是汽车、轨道交通、风电等领域关键传动零件。以高铁齿轮、风电齿轮为代表的关键传动零件对可靠性、服役寿命提出了更高要求,因而需要提高齿轮钢的疲劳性能,特别是需从高周疲劳提高到超高周疲劳范围。不过,渗碳齿轮钢超高周疲劳性能及其改善措施方面的研究较少。本文以渗碳齿轮钢18Cr Ni Mo7-6为研究对象,同时进行Nb微合金化,对比研究两种试验钢的组织和力学性能演变规律,从亚结构角度揭示齿轮钢力学性能的关键影响因子,并通过超声波疲劳方法研究试验钢的超高周疲劳性能及失效机理。试验钢奥氏体晶粒长大规律研究结果发现,Nb微合金化后细化了18Cr Ni Mo7-6齿轮钢的晶粒,晶粒长大激活能也增加,晶粒粗化温度为1000℃,并且对温度的敏感性较高。建立了试验钢Arrhenius奥氏体晶粒预测模型,并通过建立时间指数的S型函数,提高了高温时奥氏体晶粒尺寸的预测精度。试验钢在不同淬火温度下组织及力学性能演变的研究结果表明,Nb微合金化后能够提高18Cr Ni Mo7-6齿轮钢的大角度晶界（板条块Block、板条束Packet界面）密度。Nb的碳氮化物呈椭圆形或者球形,尺寸为纳米级别,起到钉扎晶界的作用。利用强度理论对试验钢的屈服强度进行了分析,结果发现细晶强化是重要的强化机制,板条块（Packet）尺寸是影响力学性能的关键因子。试验钢的接触疲劳研究结果发现,Nb微合金化18Cr Ni Mo7-6齿轮钢渗碳层及基体组织发生了细化,渗碳层残余奥氏体含量由23.6%降低至15.4%。剥落坑呈分层结构,表面粗糙,裂纹萌生于次表面;剥落坑产生塑性变形,在应力作用下产生加工硬化,有无Nb微合金化时加工硬化均提高了1HRC左右,抗变形能力相差不大。Nb微合金化后提高渗碳层位错密度抑制了裂纹的萌生,接触疲劳寿命L10和L50分别提高60%和28%。试验钢的超高周疲劳研究结果发现,Nb微合金化后18Cr Ni Mo7-6齿轮钢的超高周疲劳强度由590MPa提高至610MPa。试验钢疲劳寿命随着GBF区尺寸与夹杂物尺寸之比增大而增大,加Nb钢分布更窄、且较为稳定,GBF区应力强度因子为定值、且相差不大。GBF区是在交变载荷持续长周期的加载下形成,与材料的本身的性质有关,裂纹萌生尺寸越大寿命越长,晶粒越细寿命越长,基于局部裂纹萌生建立了试验钢的超高周疲劳寿命预测模型。

关键词： 双点接触   齿面方程   滚切加工   车齿加工   仿真加工  

摘要： 齿轮传动作为现代机械装备中应用最广泛的一种传动形式,具有适用范围宽、运动平稳、工作可靠、使用寿命长等特点。工业技术的进步和发展对齿轮传动性能提出了更高的需求,因此高性能齿轮传动的研发逐步成为齿轮行业领域的工作重点。通常,高性能齿轮齿面形状复杂、表面质量要求高,对数控加工技术及装备提出了更大挑战。本文开展双点接触内啮合曲线构型齿轮切齿方法与仿真分析研究,分别提出凸齿小齿轮滚切加工和凹齿内齿轮车齿加工方法,建立切齿刀具齿廓设计和几何构型模型,分析双点接触内啮合曲线构型齿轮切削仿真过程。主要研究内容如下:(1)开展双点接触内啮合曲线构型齿轮传动基本原理研究,建立双点接触内啮合曲线构型齿轮传动基本原理,提出双点接触内啮合曲线构型齿轮副基本齿廓设计方法,确定凸齿小齿轮和凹齿内齿轮的基本齿形参数和设计原则,推导双点接触内啮合曲线构型齿轮的齿面方程。(2)开展凸齿小齿轮滚切刀具设计方法研究,构建凸齿小齿轮滚切刀具的基本齿形,推导滚切刀具啮合方程以及齿面方程;开展凸齿小齿轮滚切刀具的参数化建模分析,基于UG软件建立凸齿小齿轮滚切刀具的三维模型,并完成刀具的整体结构设计,利用瞬时成形原理完成凸齿齿面的滚切加工过程数值模拟与仿真;针对凸齿小齿轮滚切加工方法,推导凸齿小齿轮滚切成型齿面的偏差计算公式,分析不同几何参数影响下凸齿小齿轮齿面偏差情况;提出双点接触内啮合曲线构型凸齿小齿轮的齿面误差检测项目与方法。(3)开展凹齿内齿轮车齿刀具设计方法研究,提出凹齿内齿轮车齿加工方法与基本成形原理,构建凹齿内齿轮车齿刀具的基本齿形,推导车齿刀具啮合方程以及齿面方程;建立车齿刀具的三维模型并完成刀具整体结构设计;针对凹齿内齿轮车齿加工方法,开展成型齿面偏差计算与分析,分析不同几何参数影响下凹齿内齿轮齿面偏差情况;提出双点接触内啮合曲线构型齿轮凹齿内齿轮的齿面误差检测项目与方法。(4)开发双点接触内啮合曲线构型齿轮刀具设计软件,设置凸齿小齿轮滚切加工刀具设计模块和凹齿内齿轮车齿加工刀具设计模块,实现不同切齿刀具规格参数化设计;利用VERICUT仿真软件,开展双点接触内啮合曲线构型齿轮副切齿加工虚拟仿真分析,建立加工机床基本模型,分别进行凸齿小齿轮滚切加工和凹齿内齿轮车齿加工仿真。

关键词： 斜齿轮   有限长线接触   弹流润滑   动力学   失油工况   起停工况  

摘要： 斜齿轮传动平稳,振动冲击小,风电、直升机传动也越来越多的采用斜齿轮。机械设备的传动系统有时会处在非稳定的工况下,如起停阶段,振动状态下出现动态啮合力时,润滑油供油不足时,这些情况都会改变齿轮的润滑状态,严重时会导致传动失效,为了提高齿轮寿命,需要研究齿轮在非稳定工况下的润滑特性,同时在齿轮设计时提供合理的指导。本文主要内容包括: (1)开展斜齿轮的几何学和运动学参数计算,建立其弹流润滑控制方程,且将控制方程量纲一化。针对非线性方程组的求解困难问题,选择两种数值计算方法求解斜齿轮啮合过程中的压力、膜厚和温度分布。 (2)针对起停工况的速度急剧变化特征,获得起动和制动过程中齿轮啮合的油膜压力和膜厚变化,获得了起停过程不同的弹流润滑特征。 (3)针对啮合过程中的动载荷变化特征,建立斜齿轮动力学模型,与斜齿轮热弹流润滑模型耦合,讨论了动载荷下油膜压力,膜厚,温度场和摩擦系数的分布规律。 (4)针对乏油工况的油量不足及表面形貌变化问题,得到乏油工况下斜齿轮弹流润滑数值解。在斜齿轮润滑模型中引入粗糙度,求解考虑粗糙度时的压力、膜厚和温度等润滑特性。

关键词： 磁力齿轮   偏心磁极   气隙磁场   转矩特性   响应面法优化  

摘要： 磁力齿轮是一种利用磁场耦合原理实现动力传递的传动设备,与其它传统的传动设备相比,由于其无接触的传动方式,具有无需润滑、过载保护、转矩密度高等优点,通常应用于生产环境可靠性要求高、维护困难、低振动低噪音等场合,例如风力发电、电动汽车、船舶推进等领域。永磁体作为磁力齿轮的关键组成部分,非常具有研究价值。本文从改变永磁体结构的角度出发,提出偏心磁极磁力齿轮结构,并对以下几个方面进行研究:(1)提出永磁体偏心磁极结构并进行磁场分析。首先介绍了磁力齿轮的基本结构和传动原理,阐述磁力齿轮不同传动方式下的传动比;其次,提出永磁体的偏心磁极结构,并对偏心磁极的主要结构参数进行定义,推导永磁体偏心距及永磁体极弧系数的函数表达式;最后,用标量磁位法得到永磁体单独作用时的磁场分布,用解析法分析加入调磁极片后的磁场调制作用,得到永磁体磁场经过调磁极片调制后的气隙磁密表达式。(2)分析偏心磁极结构对磁力齿轮的气隙磁场、静态转矩和齿槽转矩的影响。利用Ansys EM有限元软件仿真分析磁力齿轮使用偏心磁极前、后对气隙磁场的影响,分别获得在仅有内转子永磁体作用、内转子永磁体单独作用且有调磁极片和内、外转子永磁体共同作用且有调磁极片三种情况下的气隙磁密波形,验证偏心磁极结构能够改善气隙磁密波形,降低谐波畸变率,并且发现内、外转子共同作用和加入调磁极片的方式均可以增加磁力齿轮径向气隙磁密的幅值,减小谐波畸变率;仿真分析偏心磁极磁力齿轮的主要结构参数分别对静态转矩和齿槽转矩的影响,得到不同结构参数对静态转矩和齿槽转矩的影响规律。(3)分析偏心磁极磁力齿轮的不同结构参数对转矩脉动的影响,并结合响应面法对偏心磁极磁力齿轮的结构进行多目标优化。为衡量单位体积偏心磁极对转矩脉动的影响程度,引入转矩脉动因子,综合考虑偏心磁极磁力齿轮不同结构参数对磁力齿轮内、外转子转矩脉动和转矩脉动因子的影响,并从优化设计的角度,给出磁力齿轮相关结构参数的取值范围;结合响应面法进行多目标优化,建立永磁体厚度、永磁体偏心距、永磁体极弧系数和调磁极片极弧系数分别与转矩脉动、转矩脉动因子、最大静态转矩的数学函数模型,得到在最大静态转矩尽可能大,转矩脉动尽可能小的情况下,转矩脉动因子最小时的最优解:永磁体厚度为9.85mm、永磁体偏心距为32mm、永磁体极弧系数为0.95、调磁极片极弧系数为0.45。此时,偏心磁极磁力齿轮的最大静态转矩略微降低,但转矩密度明显上升,并且转矩脉动和转矩脉动因子均有所降低。(4)对磁力齿轮的传动性能进行测试。对已有磁力齿轮实验样机进行空载、恒输入转速变负载和恒负载变输入转速三种不同工况下的传动性能测试,研究不同工况下磁力齿轮传动性能变化情况,得到输出转速和输入转速满足传动比变化关系,发现在空载工况下,随着输入转速的增大,磁力齿轮的空载损耗相应增加。此外,随着负载转矩的增大,磁力齿轮的传动效率逐渐增大,而随着输入转速的增大,传动效率逐渐减小。

关键词： 谐波齿轮传动   包络理论   参数统一化   NURBS曲线   应力变形  

摘要： 谐波齿轮传动是一种通过柔性齿轮的变形来实现动力传递的新型传动方式,该传动方式具有高精度、结构紧凑、传动比大、承载能力强等优点,因此在机器人、航空航天等高精密仪器领域应用广泛。随着智能制造的推广,对谐波减速器关节传动的要求也在逐渐提高,因此谐波齿轮传动作为其中的核心部件,其传动性能也受到了越来越多的重视。目前,国内谐波减速器的啮合性能及制造水平与国外相比存在差距,改善谐波齿轮传动中柔轮齿形设计是提高谐波减速器整体性能的关键之一,也是开发具有自主知识产权谐波齿轮“摆脱卡脖子”的基础。本课题主要围绕谐波齿轮传动的柔轮齿形设计进行研究,针对公切线双圆弧、双圆弧和S型柔轮齿形的设计参数差异化,推导各齿形参数之间的变化关系,开展三种柔轮齿形基本参数的统一化研究,提出基于NURBS曲线插值生成新型NURBS柔轮齿形曲线,结合有限元瞬态动力学分析对比柔轮的应力-变形情况,主要研究内容如下:首先,研究了谐波齿轮传动的三大核心构件和基本工作原理,并对其优点及不足之处进行总结。为了更好地研究谐波齿轮传动理论,作出基本假设简化齿轮啮合影响因素,根据柔轮中性层方程推导其变形方程和各构件间的精确转角关系。基于啮合包络理论推导共轭齿形方程,提出利用Matlab进行柔轮啮合仿真求解共轭刚轮包络齿形。其次,对公切线双圆弧、双圆弧和S型柔轮齿形的设计过程进行研究,推导三种柔轮齿形的表达式,并确定三种柔轮齿形成型时的基本参数及初始数值。通过分析两种初始数值下不同柔轮齿形的变化,推导三种柔轮齿形基本参数的变位关系,将柔轮齿形基本参数分为独立参数和推导参数进行统一化,并求解统一化后柔轮齿形的共轭刚轮齿形。在Matlab的基础上进行界面设计,实现基本参数统一化下三种柔轮齿形及共轭刚轮齿形包络拟合的自动架构。然后,基于NURBS曲线的定义,确定型值点的参数化方法,选择端点导矢指定的全局曲线插值法对型值点进行插值,提出用五次NURBS全局曲线插值生成谐波齿轮传动柔轮齿形曲线,使柔轮齿形曲线由相切连续变为曲率连续,从而提高柔轮齿形的光滑性和连续性。在统一化公切线双圆弧柔轮齿廓上选取型值点,插值生成NURBS柔轮曲线,验证了插值方法的可靠性。分析NURBS柔轮不同截面下径向的变形状态,对其进行齿根壁厚修形,提高谐波齿轮的承载能力。最后,建立公切线双圆弧参数统一柔轮和NURBS柔轮谐波传动装配模型,进行瞬态动力学仿真分析。对比在空载和加载状态下,两种柔轮的应力及变形位移分布情况,并分析不同装配状态下影响NURBS柔轮应力-变形的因素,可知NURBS柔轮最大等效应力降低了115.4 MPa(8.1%),最大变形量减少了0.013 mm(2.1%),结果表明NURBS柔轮齿形曲线更具优越性。

关键词： 高速列车   齿轮箱   混合现实   数字孪生   辅助检修  

摘要： 近年来，我国高速列车领域研究发展迅速，而齿轮箱是高速动车组动力转向架上的核心部件，直接影响到高铁列车运行的安全性和可靠性。当前检修部门面临专业人才储备不足，习得专业知识难，故障复杂多样，传统处置方案简单粗放，缺乏精准引导等问题，而数字孪生技术和混合现实技术凭借其高效率、智能化、可视化的特点正在成为当下各个领域解决问题的研究热点。因此本文针对当前检修现状和前沿的研究方法，结合数字孪生理念和混合现实技术提出了一种智能辅助检修系统来改善现有的故障处置方法，主要工作有：　　(1)针对齿轮箱检修存在的问题，研究了增强现实、三维跟踪注册、以及人机交互技术等混合现实关键技术，进行了需求分析和功能设计，完成了数字孪生智能运维框架的设计，并以此为依据设计了包含了故障处置、认知学习、检修日志三种模式和智能辅助方法、虚实环境融合、远程辅助指导、多样化人机交互的四大部分的高速列车齿轮箱MR辅助检修系统技术路线。　　(2)为实现智能辅助方法，选用了TX9W133型振动、温度等传感器数据基于Modbus-RTU通讯协议实现数据实时传输，借助离散傅里叶变换、BP神经网络基本故障诊断方法实现故障类型的输出，借助B+tree的关键词索引和基于ID3决策树实现案例推荐，最终通过TCP/IP的通讯方式完成PC端和Hololens端的通讯从而实现常规案例智能推送机制。对于解决复杂案例，使用Dynamics365RemoteAssist实现Client客户端、Server服务端两者的语音和视频通讯，并使用了框选、文字、指向三种空间注解方式丰富交互方式。　　(3)制作故障案例，首先使用3DMax、Creo等完成模型的建立，再通过Maya软件进行优化，继而使用substancepainter进行贴图的绘制和渲染，最后导入unity3D软件完成作业场景的搭建和设计工作，另一方面根据齿轮箱失效原因，把常见的齿轮箱故障分成14个底事件，完成故障树模型的建立，研究虚实坐标映射原理及RGB-SLAM技术，实现虚拟模型和真实环境之间的融合。　　(4)完成系统的整体打包和发布，分模块进行了功能测试，并针对认知学习模块通过两组学生的对照实验进行验证，实验结果证明了使用本系统进行学习比传统学习提升更为明显，同时采用对现场10名在职车辆段检修职员进行了系统体验，通过以上工作证明了本系统可快速、高效、可视化的帮助现场人员精准智能的实现故障的辅助检修。

关键词： 齿轮系统动力学   动态响应   机电耦合   行星齿轮传动   弧齿锥齿轮传动   永磁同步电机   集中质量法  

摘要： 驱动系统是斗提机的重要部件,采用质量轻、成本低、结构紧凑的设计更能满足粮食、矿山、建筑等行业不断提高的市场需求。应用稀土永磁材料的永磁电机具有高的功率密度和效率,永磁电机-齿轮驱动系统组合体现了二者的优势。该驱动系统集成了永磁电机、齿轮传动的优点,使系统既具有永磁电机的高效率又具有齿轮传动的高扭矩。本文以永磁同步电机、弧齿锥齿轮与行星齿轮组成的齿轮传动系统构成的永磁电机-齿轮驱动系统为研究对象,对齿轮传动系统建立动力学模型,搭建永磁同步电机有限元模型,分析电机性能参数和结构参数对永磁电机的电磁力和转矩脉动的影响;搭建机电耦合传动系统的动力学模型,分析驱动系统的机电耦合特性,研究工作为永磁电机-齿轮驱动系统的动态优化设计提供理论指导和工程参考。本文主要的研究内容如下:(1)利用集中质量法建立包含弧齿锥齿轮与行星轮系的齿轮传动系统动力学模型,在动力学模型中引入了时变啮合刚度与齿轮副综合啮合误差等激励,然后用Newmark数值积分法求解运动方程。分析了动态传递误差、动态啮合力,并且分析了不同转速和功率对系统动态响应的影响。(2)使用电磁有限元工具建立电机有限元模型,对永磁同步电机进行电磁仿真分析,对电机的空载反电动势、电磁力、齿槽转矩、转矩脉动以及效率进行分析。研究了槽开口宽度、气隙长度和不同极槽配合等结构参数对径向电磁力与齿槽转矩的影响。(3)建立了电机与机械传动系统相耦合的动力学模型。在仿真软件中创建了永磁电机滑膜控制的机电耦合动力学仿真模型,通过电机转速、电机定子三相电流、各齿轮副动态传递误差和啮合力的变化情况,分析了耦合系统的机电耦合特性。探究了机电耦合系统在三种不同负载工况下的机电耦合特性。分析机电耦合系统的机电耦合效应对系统动态特性的影响以及产生机理,为机电耦合系统的动态特性研究提供理论基础。(4)搭建永磁电机-齿轮驱动系统试验台,验证本文所建立的永磁电机-齿轮驱动系统动力学模型的有效性。参照国际标准确定试验方案,对系统进行了空载和加载试验,通过采集的振动数据与动力学分析结果进行对比验证。

关键词： 摆线齿轮   滚齿加工   变形控制   辅助支撑   有限元分析  

摘要： 摆线齿轮是精密减速器不可或缺的关键零部件之一。然而,在其滚齿加工过程中,由于结构刚度及切削力等因素的影响,往往导致摆线齿轮的变形过大、加工质量较低、齿轮跨棒距不合格等问题,从而严重影响精密减速器的精度。本文针对摆线齿轮的滚齿加工过程中变形过大的问题,从施加径向支撑入手设计出一种辅助支撑装置,通过模拟分析验证辅助支撑装置在加工过程中起到的作用,并通过对模拟结果的分析得到滚齿加工过程中齿轮的变形规律。本文主要研究内容如下: (1)根据滚齿加工过程的基本原理,分析了滚齿加工的基本运动和不同方向滚削力的关系,在此基础上建立了滚削力计算模型并由实际加工参数计算出了摆线齿轮在滚齿加工过程中各方向的分力大小。建立了滚齿加工过程中摆线齿轮的滚齿加工变形的有限元预测模型,对摆线齿轮在滚齿加工过程中产生的变形开展模拟试验。结果表明:在滚齿加工过程中摆线齿轮变形过大,不满足摆线齿轮加工质量需求,需要对滚齿加工过程开展变形控制。 (2)为解决摆线齿轮滚齿加工不满足加工质量需求的问题,本文针对摆线齿轮的结构设计出一种施加径向支撑的辅助支撑装置,完成了辅助支撑装置的三维建模。为改进滚齿加工夹具分析了原始滚齿加工夹具的结构及工作原理,依据夹具的设计要求和设计准则,提出了滚齿加工夹具结构设计方案。 (3)对辅助支撑装置开展有限元分析,获取了辅助支撑装置的力学特性,通过对辅助支撑装置开展有限元分析以验证其支撑性能是否符合加工需求。通过对改进后的夹具开展有限元分析获取了夹具的变形和应力分布、前六阶固有频率以及振型云图,以验证夹具在工作过程中的稳定性。 (4)建立在辅助支撑条件下摆线齿轮的滚齿加工变形的有限元预测模型,获取了在辅助支撑条件下摆线齿轮变形分布图。结合有限元预测结果的分析,得到了在摆线齿轮上所取点半径、弧长、圆心角的变化规律。通过对各方向变形量分析,得到了滚齿加工过程摆线齿轮的径向、周向变形规律。通过对比可知:本文设计的辅助支撑装置可以有效的控制摆线齿轮滚齿加工产生的变形。

关键词： 齿轮结构可靠性   区间模型   可靠性指标   灵敏度分析   优化设计  

摘要： 高速列车齿轮结构是重要的运动及动力传递装置,是传动系统的重要组成部分,其可靠性对传动系统有着重要影响,在设计制造过程和安全性分析中有着重要的作用。为提高齿轮结构的安全可靠性,对齿轮进行可靠性的研究十分必要。但是,目前大多利用概率模型进行研究,这种方法在数据不充分时,参量的概率密度分布函数精确性方面难以处理。所以,基于区间模型对齿轮结构可靠性进行研究分析,对于齿轮结构的安全可靠性和优化设计有十分重要的实际意义。本文主要内容如下:(1)对结构可靠性计算的自动化方法进行研究。只需给出状态函数,参数变量的中值、半径,不用额外编程,自动得出结构可靠性指标。(2)对基于区间模型的结构可靠性分析方法进行研究。利用区间和区间可靠性理论推导了结构可靠性指标的显式表达式。利用基于区间模型的结构可靠性分析方法,对齿轮结构进行静态可靠性分析和共振动态可靠性分析,并利用蒙特卡洛模拟方法进行验证。(3)基于区间模型可靠性分析方法,对齿轮结构进行可靠性灵敏度分析。利用差分法对齿轮结构进行可靠性灵敏度分析。基于区间模型可靠性分析方法,利用Matlab对齿轮结构在不同失效形式下各参数变量进行可靠性灵敏度分析。(4)对齿轮和齿轮系统进行可靠性优化设计。以区间模型的结构可靠性指标作为约束条件,结合其他约束,给出了基于区间的可靠性优化分析模型,在此基础上对齿轮和齿轮系统进行了可靠性优化设计。本文提出基于区间模型对齿轮结构进行可靠性计算、灵敏度分析和优化设计的方法,通过数值算例验证了方法的可行性。本文提出的结构可靠性计算的自动化方法,有效降低可靠性方法的使用门槛,在工程实际中应用简单便捷,便于推广。

关键词： 高速列车   轴承温度   支持向量机   长短期记忆网络   卡尔曼滤波  

摘要： 随着我国高速铁路行业的迅速发展,高速列车的运行时速也在不断地提高,与此同时,高速列车的运行安全问题同样不容忽视。轴承作为高速列车转向架上的重要部件,其运行工况复杂多变并且所承受载荷较大,属于高速列车的易损部件,轴承的工作状态将直接影响高速列车的行车安全。现有的高速列车车载监测系统采用温度传感器来收集轴温数据,通过设置温度阈值来判断轴承故障的发生并进行报警,该方法虽能有效避免因轴承温度升高而导致的热轴事故,但在发生报警后,列车需降速行驶或立即停车,将会破坏原有的列车运营秩序,造成不必要的损失并产生不良社会影响。本文通过对高速列车齿轮箱轴承温度预测方法进行研究,来实现对轴承温度升高的提前预警,保障列车的行车安全。主要研究内容如下:(1)通过对轴承生热及散热机理的分析,得出高速列车在运行时的齿轮箱轴承温度变化的敏感因素。以此为基础建立基于支持向量机的高速列车齿轮箱轴承温度预测模型对四类齿轮箱轴承进行温度预测,并通过粒子群优化算法寻优得出最佳核函数参数g以及惩罚系数C的参数组合。结果表明,经过粒子群算法优化后的支持向量机齿轮箱轴承温度预测模型的预测结果较为精准,但在进行长时间预测时,预测精度会有所下降。(2)通过分析循环神经网络所存在的不足,并基于其变体—长短期记忆网络来建立齿轮箱轴承温度预测模型。分别建立基于长短期记忆网络的齿轮箱轴承温度预测模型以及双向长短期记忆网络的齿轮箱轴承温度预测模型对四类齿轮箱轴承温度进行预测,并对两类网络的预测结果进行对比分析。由于双向长短期记忆网络在学习过去数据特征的同时还对未来数据信息进行了参考,结果表明,双向长短期记忆网络在对齿轮箱轴承温度进行预测时,预测效果要优于标准的长短期记忆网络,预测结果的精确程度更高。(3)通过对粒子群优化算法的支持向量机轴温预测模型以及双向长短期记忆网络的轴温预测模型进行组合预测,从而实现对齿轮箱轴承温度的更精确预测。由于卡尔曼滤波算法在对两种模型进行组合预测时,对时间和观测量进行过程更新,所以能够有效避免由于单个模型在预测时所产生的误差积累。结果表明,卡尔曼滤波融合预测方法对齿轮箱轴承温度的预测精度更高。通过引入统计过程控制方法来验证卡尔曼滤波融合预测方法的准确性,结果表明卡尔曼滤波融合预测方法在高速列车齿轮箱轴承温度预测方面具有一定的可靠性。