关键词： 风电齿轮箱   滑动轴承性能   低转速   重载荷   大偏心  

摘要： 为了研究低转速重载荷大偏心风电齿轮箱滑动轴承摩擦学性能，搭建了全尺寸滑动轴承试验台，对滑动轴承在不同工况条件下的润滑性能进行了测试。然后考虑温粘压效应与微凸体接触的影响，建立了基于平均流雷诺方程的滑动轴承润滑性能数值计算模型，并结合试验结果对模型进行了验证。在此基础上计算了不同进油温度、转速、载荷和表面粗糙度下的滑动轴承润滑性能的变化。结果表明：低速重载大偏心工况下，转速应高于25.6 r/min，增大转速可以改善轴承润滑性能，转速增大造成的温升影响很小；进油温度对润滑性能的影响较大，进油温度达到60℃后摩擦扭矩快速升高；表面粗糙度在低于1.5μm时对润滑性能影响不大，甚至会有小幅改善，较大时会使润滑性能急剧恶化。

关键词： 面齿轮副   拓扑修形   承载接触分析   啮合性能  

摘要： 【目的】为提高面齿轮传动的承载性能并降低对安装错位的敏感性，提出了一种基于预设接触路径的高阶分段拓扑修形方法。【方法】首先，分别设计了沿小齿轮预设接触路径与瞬时接触线方向上的2阶、4阶分段修形函数，根据曲面叠加方法建立了修形后齿面方程。然后，推导出考虑了安装误差的齿面接触分析方程，研究了在不同安装误差条件下预设接触路径角度、修形长度、修形曲线阶次及最大修形量等参数对面齿轮副接触特性的影响规律。最后，采用有限元法对比分析了不同修形函数和修形量条件下面齿轮副的承载接触特性。【结果】计算结果表明，相较于2阶修形，采用4阶修形方法的齿面接触应力以及承载传动误差幅值均有所降低，且接触印痕从面齿轮内径齿根向外径齿顶延伸。高阶分段修形方法能够降低面齿轮副对安装误差的敏感度，优化齿面载荷分布并提升啮合性能。

关键词： 齿轮箱   故障诊断   特征融合   交叉融合注意力  

摘要： 机械传动领域离不开齿轮箱，其故障诊断的精度直接影响到传动系统的工作效率。在分析卷积神经网络空间和时间关系的基础上，设计了一种多数据长短期记忆网络（Bi-LSTM）特征融合齿轮箱故障诊断方法，并引入交叉融合注意力（CBAM）对像素特征自动选取和分布状态调节，以融合特征增强故障特征表达的鲁棒性。性能测试结果表明：相比较其它方法，所提方法表现出来很好的准确率，在时效和预测性能方面获得显著提高。单一工况下，所提方法获得的识别率为94.26%，正确率94.12%，召回率94.11%，F1为94.93%；复杂工况下，采用所提算法达到了92.61%的预测识别率、正确率91.75%、召回率90.91%、F1为90.91%，具有很好的综合效果。通过消融实验可以获得97.41%识别率、96.85%正确率、96.07%召回率和96.12%的F1，表明所提方法具备很高的可行性。

关键词： 高速齿轮   喷油润滑   润滑特性   结构优化   正交试验  

摘要： 高速齿轮箱内复杂的流场会对齿轮润滑性能产生较大影响，进而影响传动系统的寿命和传动效率。为了厘清高速齿轮传动中喷油参数对喷油润滑特性的影响规律，基于计算流体力学，建立了高速齿轮搅油和喷油润滑仿真模型，首先对比了搅油和喷油润滑的润滑性能和力矩变化，然后探究了不同喷油速度和喷油距离下齿轮箱内部的流场特性，最后提出了一种类扇形喷油结构并通过正交试验对其进行了结构优化。结果表明：相比于喷油润滑，搅油润滑对高速齿轮箱的润滑效果较差，并且其初始搅油力矩随着齿轮转速的增加而增加；高速齿轮周围形成的空气域会将喷油流束压缩，该现象会随着喷油速度增大而有所缓解；随着喷油速度的增加和喷油距离的减小，齿轮啮合区的润滑油平均体积分数会明显上升，同时啮合区的最低负压也会明显增大，对于9600r/min的工况，在喷油速度大于40m/s之后，润滑油逐渐分布至齿轮正面；类扇形喷油口在40m/s喷油速度时，啮合区润滑油平均体积分数优化倍率达到最高，通过正交试验得出的最优模型相较于等效原型喷油结构的润滑效率提升了15.94%。为高速齿轮喷油润滑特性的研究及喷口结构优化提供了依据。

关键词： 齿轮裂纹   轮轨滑移   主共振   稳定性  

摘要： 针对齿轮裂纹状态下机车传动系统的共振与参数稳定性进行了研究，基于传动系统模型的设计参数，建立了铁路机车单自由度裂纹齿轮模型，综合考虑了齿轮侧隙、静态传动误差、裂纹下的时变啮合刚度以及轮对粘滑的影响因素，采用多尺度方法得到所提模型的频率响应和近似解。在此基础上，对滑移率、裂纹程度、阻尼比、静、动载荷等几个关键参数对主共振的影响进行了研究，同时对裂纹齿轮系统的稳定性进行了分析，得到了稳定区和不稳定区之间的边界。

关键词： 齿轮系统动力学   非线性振动   次谐振动   多体动力学   多状态啮合  

摘要： 为探究不同工况下直齿轮刚性转子系统的啮合状态变化与非线性响应间的联系，提出了一种基于多体接触瞬态动力学的齿轮系统等效模拟方法，以典型发动机附件齿轮箱内一对渐开线直齿轮副为研究对象，建立包含齿侧间隙、时变啮合刚度、摩擦和柔性支承的动力学模型。使用接触碰撞函数瞬时检测齿轮几何模型的接触行为并计算啮合冲击力。通过调整驱动转速和负载扭矩的大小间接改变啮合冲击的大小，研究了系统非线性次谐振动现象、机理及变化规律。结果表明，在该齿轮系统的工作条件范围内出现1/2、1/3和1/4三种典型次谐振动。啮合状态的周期性变化是导致次谐振动的直接原因，同时使得传递误差在时域内出现了周期性改变。在相平面图中可以观察到，相同的次谐振动条件下齿轮系统的运动状态会随着啮合状态的改变而在单周期状态和双周期状态之间转变。从啮合激励角度解释了齿轮啮合状态与系统发生次谐振动的关联关系。

关键词： 非线性动力学模型   非正交面齿轮   四-五阶自适应Runge-Kutta法   振动特性   齿侧间隙  

摘要： 以非正交面齿轮传动系统为研究对象，主要关注非正交面齿轮传动系统在齿侧间隙影响下的振动特性，并研究啮合刚度、啮合阻尼、面齿轮齿数等3种参数变化对系统发生倍周期变化时节点数值的影响。本文建立系统非线性动力学模型，基于四-五阶自适应Runge-Kutta法对模型进行求解，结合分岔图、位移-速度的平面相图、FFT频谱图及庞加莱截面分析齿侧间隙变化对系统振动特性的影响；结合各参数的分叉图中系统发生倍周期变化节点数值分析其影响。b =35 μm时，系统响应为混沌周期；b =82 μm时，系统响应为6倍周期；b =410 μm时，系统响应为双倍周期；b =1 020 μm时，系统单倍周期响应。结果表明齿侧间隙对研究对象的振动特性有影响，系统响应随齿侧间隙的增大依次呈现出混沌响应、倍周期次谐响应和单周期简谐响应。

关键词： 架车机   信号重构   故障   分类   多核卷积神经网络  

摘要： 旨在解决固定式架车机齿轮箱故障分类中因原始振动信号信噪比低、振动信号特征提取困难而导致的分类准确度不足问题。提出一种融合变分模态分解（Variational Mode Decomposition， VMD）与多核卷积神经网络（Multi-Kernel Convolutional Neural Network， MKCNN）的新型故障分类方法。首先，利用VMD算法对原始振动信号进行分解，将其转化为多个固有模态函数（Intrinsic Mode Function， IMF），有效提取信号中的关键频率和模态信息，并通过重构IMF显著提升信号的信噪比，减少噪声对特征识别的干扰。随后，构建基于MKCNN的故障分类模型，该模型通过多核函数提取信号特征，实现特征的多尺度分析，并自动学习故障特征间的内在关联，以增强分类性能。试验结果表明，VMD信号重构方法能够有效分离出原始信号中的有用模态分量，显著提高重构信号的信噪比。与单核卷积神经网络（CNN）相比，MKCNN模型在故障分类中展现出更高的精度，故障分类模型的分类准确率提升至95%以上。

关键词： 图像生成   生成对抗网络   数据增强   齿轮箱故障诊断  

摘要： 行星齿轮箱是一种广泛应用于工业领域的关键传动装置,其在复杂工况和长期负荷下易出现故障。传统的故障诊断方法依赖于专家经验和昂贵设备,存在数据稀缺和诊断效率低的问题。针对这一挑战,近年来生成对抗网络(GAN)的发展为图像生成和数据增强提供了新的解决方案。然而,现有GAN模型在处理小样本数据时,常出现语义错位和伪影问题,限制了其在智能故障诊断领域的应用潜力。为此,提出了一种基于多尺度渐进式特征融合的生成对抗网络(MSA-PF-GAN)模型,通过引入渐进式解码器结构与多尺度注意力模块,有效提升小样本条件下的图像生成质量及故障诊断精度。实验基于两个独立的行星齿轮箱故障数据集进行验证,结果显示,该方法显著降低了生成图像的FID分数,提升了诊断准确率(分别提高35%和20%)。在多种评价指标上,MSA-PF-GAN均优于其他主流方法。进一步分析表明,该模型通过渐进式特征融合和多尺度注意机制,不仅在生成图像的多样性和真实感上表现优异,还能有效增强对复杂故障特征的捕捉能力。因此,该技术在行星齿轮箱故障诊断领域具有有效的应用潜力和实际价值。

关键词： 齿轮箱   故障诊断   变分模态分解   胶囊网络   对称点图  

摘要： 针对风电机组齿轮箱故障信号受多噪声、多转速影响难以处理的问题,提出一种基于优化变分模态分解(VMD)的改进对称点图(ISDP)和膨胀胶囊网络(DCapsNet)结合的故障诊断方法。首先,提出利用均方根误差和皮尔逊相关系数优化VMD最佳分解数量和惩罚因子的方法,并利用优化后的VMD对故障信号降噪;其次,将去噪后的故障信号转化为多通道多间隔的ISDP;最后,将ISDP输入DCapsNet进行训练。实验结果表明,所提ISDP-DCapsNet方法相比于其他故障诊断方法,具备良好的精确性和有效性。