关键词： 主要失效形式   加工精度   齿轮加工   热处理工艺   金相组织   齿轮热处理   心部   组织不均  

摘要： 齿轮是汽车重要机械器件之一,主要失效形式是齿面磨损。齿轮的寿命取决于齿面的加工精度和抗磨损性能。齿轮的硬度散差过大,将造成齿轮加工困难、组织不均、残余应力过大、渗碳淬火变形大。硬度散差直接影响到齿轮的加工精度和齿轮磨损均匀性。本文主要针对齿轮热处理后心部与表层的硬度散差现象,进行了试验、检验和分析,并采用合适的热处理工艺减少齿轮硬度散差,改善金相组织,提高齿轮性能。

关键词： 齿轮箱   复合故障   循环谱分析   最大二阶循环平稳盲解卷积   1.5维导数谱  

摘要： 针对齿轮箱复合故障振动信号易受到背景噪声干扰,使得传统方法对复合故障冲击特征难以准确分离的问题,提出一种自适应最大二阶循环平稳盲解卷积(ACYCBD)与1.5维导数增强谱相结合的复合故障诊断方法。首先,利用循环谱分析检测复合故障振动信号中与故障特征相关的循环频率成分,构建不同目标类型的循环频率集;之后,根据不同类型的循环频率集,提出一种以三阶累积量稀疏度(TCS)为指标,自适应地选取最大二阶循环平稳盲解卷积(CYCBD)的最优滤波器长度的改进算法,从而更好地获得包含不同故障冲击成分的CYCBD最优滤波信号;最后,提出一种新的1.5维导数谱进行特征增强,提高信噪比,并分析谱图中突出的故障特征频率进而判别故障类型。通过仿真信号与故障实验平台数据对算法进行验证,结果表明该方法能够实现齿轮箱复合故障的准确分离与诊断。

关键词： 内花键   双联齿轮   塑性成形   冷挤压   Deform  

摘要： 针对内花键双联齿轮的特殊结构和较大的成形难度,提出了4种成形方案,并通过有限元模拟与分析,对4种成形方案下工件的材料流动、成形机理和特点、缺陷产生的位置和原因等进行了研究,发现方案4的综合效果最好。经过进一步完善,形成最终的工艺方案,该方案成形的齿形充填饱满,成形载荷较小,工序简单且无成形缺陷。基于上述研究,设计了模具结构并制作了验证性试验装置,试验结果表明,坯料的挤压成形效果良好,试验结果与有限元模拟结果基本一致,验证了有限元模拟的准确性,为较小尺寸的双联齿轮类零件的精密塑性成形提供了一定的数据参考和依据。

关键词： 电动转辙机   锁闭齿轮   齿形   仿形法   测量方法  

摘要： ZD6系列电动转辙机锁闭齿轮为不完全齿轮,不能按照标准齿轮的计算方法确定锁闭齿轮几何参数,无法使用三坐标测量仪或者齿轮测量仪测量锁闭齿轮齿形参数。为此,采用仿形法,利用锁闭齿轮参数,在计算机辅助制造软件中模拟加工过程,生成齿形铣刀廓形曲线。通过测量齿形铣刀廓形坐标,生成锁闭齿轮齿形图。提出采用锁闭齿轮齿高度和弦齿厚度,作为控制ZD6系列电动转辙机锁闭齿轮全齿和半齿齿形质量的参数。这些参数已经在ZD6系列电动转辙机实际生产中得到推广应用。

关键词： 故障诊断   小波包分解能量谱   基因粒子群算法   支持向量机  

摘要： 多级齿轮箱是机械传动的重要部件,针对运行过程中的状态识别问题,研究并提出一种基于振动信号的小波包分解能量谱特征提取和支持向量机(support vector machine,SVM)的智能评估新方法。用小波包分解算法对振动信号进行分解,提取时频信号的能量谱构建多级齿轮箱状态特征集,训练SVM模型。针对SVM的惩罚因子C和高斯核参数g选择困难的问题,结合遗传算法(genetic algorithm,GA)和粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)的基因粒子群算法(genetic algorithm-particle swarm optimization,GAPSO)优化SVM参数。GAPSO同时具有GA全局搜索的性能和PSO快速收敛特点。将优化后的SVM算法应用于多级齿轮箱故障诊断,结果表明,GAPSO-SVM模型故障识别精度为98.55%,高于基本的SVM、PSO-SVM和BP神经网络,而且泛化能力强,该方法更适合多级齿轮箱故障诊断。

关键词： 齿轮传动   动力学   灵敏度分析   刮板输送机  

摘要： 以重型刮板输送机的齿轮传动系统为研究对象,对其进行动力学分析和动态优化设计,从振动的角度对齿轮传动系统进行再设计,达到低振动、低噪声的要求。采用集中质量法建立齿轮传动系统的扭转振动模型,并列出振动方程,计算出其低阶固有频率。在对齿轮传动系统进行共振分析的基础上,通过灵敏度分析找到敏感参数,并对其进行修改,改变齿轮传动系统的固有频率,避免共振的发生,进而缩短研发周期、降低研发成本。

关键词： 心形齿轮   非标齿形   残料去除   刀路策略  

摘要： 大型沉浸式光影互动体验秀《夜书·今生缘》中动态演艺的心形齿轮是异形结构,齿形为非标曲面,不能采用常规的制齿工艺及成型刀具加工。数控铣削加工方案基于心形齿轮的齿形特征,详细分析了工艺的编制思路和刀路策略,此方案可作为数控铣削齿轮的基础工艺模板,为类似产品的工艺、生产提供参考。

关键词： 行星齿轮   故障诊断   DTCWT   联合熵特征   CNN  

摘要： 行星齿轮常被应用于大型机电装备传动系统中,但是极端恶劣工况导致其故障频发,研究行星齿轮故障诊断有助于预知性维护,提高机电装备运行效率和可靠性。提出了一种结合双树复小波变换(Dual-Tree Complex Wavelet Transform,DTCWT)多尺度联合熵特征和卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的故障诊断方法。利用相比于普通小波变换更高级的DTCWT,将行星齿轮故障激励的特征信息分解到不同的信号分量中,结合多尺度粗粒化、频谱熵和能量熵,实现多尺度联合熵特征量化,最终结合CNN实现行星齿轮故障类型识别。通过实验验证分析,证明所提出的方法识别率达到94.5%,具有较好的诊断效果。

关键词： 齿轮传动系统   振动和噪声   单齿啮合刚度模型   时变啮合刚度计算模型   摩擦系数   能量等效   悬臂梁模型  

摘要： 时变啮合刚度是齿轮副的周期性内部激励,是齿轮传动系统振动和噪声问题的主要来源。针对齿廓修形的直齿轮啮合刚度计算问题,从能量等效思想出发,结合悬臂梁模型,考虑接触对间的非线性接触,提出了一种改进的非线性接触齿廓修形直齿轮啮合刚度解析模型。首先,在已有文献的基础上,将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁,三维的齿轮副传动模型转换为二维的平面齿廓,进行了接触分析,考虑齿对间的非线性接触,通过能量法构建了齿廓修形直齿轮单齿啮合刚度半解析模型;然后,补充了变形协调与力平衡方程,导出了齿廓修形直齿轮副综合啮合刚度模型;最后,将采用该方法所得结果与有限元计算结果进行了对比,完成了对该计算方法的验证,并分析了不同摩擦系数与齿轮参数对齿轮啮合刚度的影响规律。研究结果表明:相较于传统的有限元计算结果,采用该解析模型得到的计算误差在3%以内,计算速度提高150倍,在精度损失较小的情况下,能够实现对非线性接触齿廓修形圆柱齿轮啮合刚度的快速求解。

关键词： 齿轮箱   改进多元多尺度加权排列熵   成对邻近特征   故障诊断  

摘要： 齿轮箱振动存在多个传递路径,而典型齿轮箱故障诊断方法一般使用单个路径的单通道振动信号,易造成其它通道信息的遗漏。为充分利用不同路径振动信号故障信息,增强故障特征的质量,引入了多元多尺度加权排列熵,对其粗粒化方式进行了完善,提出了改进多元多尺度加权排列熵(IMMWPE),实现齿轮箱多通道振动信号的故障特征提取。基于此,提出了一种结合IMMWPE、成对邻近特征和粒子群优化支持向量机的齿轮箱故障诊断方法。通过齿轮箱多通道数据分析,将其与多元多尺度样本熵、多元多尺度排列熵和多元多尺度模糊熵等方法进行对比,结果证明该方法能够准确识别齿轮箱的各类故障,而且优于对比方法。