关键词： 故障诊断   电流信号   行星齿轮箱   变速工况   半监督学习  

摘要： 基于电流信号的故障诊断方法在信号采集和抗外界干扰方面存在一定的优势。由于工频信号的存在,导致齿轮故障特征提取困难;因此,去除电流信号中的工频成分是一项重要的工作,尤其是当齿轮箱处于变速工况时。目前,变速工况时基于电流信号的行星齿轮箱故障诊断仍没有理想的方法。提出了一种基于无功功率、格拉姆角场和平均教师半监督模型的行星齿轮故障诊断方法。首先通过计算系统无功功率去除时变电流信号中的工频成分,然后利用格拉姆角场将一维的时序数据转化为特征信息更完善的二维数据,最后基于改进的半监督学习模型实现了行星齿轮的故障识别。试验结果表明,在使用20%的有标记数据的情况下故障诊断准确率可以达到92.31%。

关键词： 车齿法   偏置螺旋齿面齿轮   车齿刀结构   仿真及原理性验证  

摘要： 针对现有的面齿轮展成加工理论模型不能实现偏置螺旋齿面齿轮加工的问题,根据偏置螺旋齿面齿轮插齿和面齿轮车齿加工原理,提出一种车齿法加工偏置面齿轮的理论建模方法。采用斜齿轮当量齿数的方法,由与面齿轮啮合的圆柱齿轮齿数设计车齿刀具齿数,构建具有前刀面刀具的结构模型,获得车齿刀具刃形曲线方程。建立偏置面齿轮加工中刀具、工件和圆柱齿轮三者之间的布置模型、车齿加工运动关系模型及车齿加工坐标系,采用包络法推导出刀具与工件的啮合方程,进一步得到偏置螺旋齿面齿轮方程。利用VERICUT软件对车齿过程进行仿真加工,分析车齿齿面过切与残留的原因。最后,开展车齿法加工偏置螺旋齿面齿轮的试验,初步验证了刀具设计的合理性与理论加工模型的可行性。

关键词： 可转位齿轮铣刀   成形加工   齿轮制造   刀片搭接   廓形检测  

摘要： 可转位齿轮铣刀作为一种高效的成形加工刀具,其设计水平对风电等大模数齿轮制造具有重要意义。针对可转位齿轮粗铣刀多刀片搭接、刃型设计误差控制、刀片空间位置确定等问题,提出一个高效的廓型理论建模和刃型搭接设计方法。通过离散化法对被加工齿轮的齿廓曲线拟合处理,得到刀片搭接的近似直线理论廓形,采用刀尖点定位方式在设计中控制刃型误差与刀片位置,优化设计可转位齿轮铣刀刃型线。通过刀具预调仪对所设计可转位齿轮铣刀实物的刀片搭接形成的加工轮廓曲线进行廓形检测,其偏差在±0.05 mm以内,刀具在主轴旋转时切入工件时精度达到0.02 mm,结果表现出良好的一致性,满足设计与制造要求。

关键词： 共轴双输出   圆柱齿轮   啮合相位差   分扭传动   均载特性  

摘要： 【目的】共轴双输出圆柱齿轮分扭-并车传动系统具有结构紧凑、质量轻、承载能力强等优点,在航空、船舶等领域应用广泛。虽然共轴双输出圆柱齿轮分扭-并车传动系统从局部构型原理上看具有对称性,但是各分支之间仍存在载荷分配不均的问题。为此,从静力学角度对该传动系统进行分析。【方法】考虑传动轴的扭转变形、支撑变形和齿轮副的啮合变形等因素,分析了两对齿轮副间啮合相位差存在的原理,并计算出圆柱齿轮的时变啮合刚度;以此为基础,结合传动构型的受力平衡条件和变形协调条件,研究了齿轮副间的啮合相位差对传动系统静态均载特性的影响。【结果】结果表明,齿轮副间的啮合相位差越大,静态均载性能越差;并车级相位差对均载性能的影响大于分扭级;对同一级齿轮副而言,内输出轴分路的右输入分支相位差对均载系数的影响大于左输入分支,外输出轴分路的左输入分支相位差对均载系数的影响大于右输入分支。

关键词： 行星齿轮箱   轴承   点蚀   刚柔耦合  

摘要： 为获得点蚀故障状态下计及轴承的行星齿轮箱的动态特性,开展仿真实验研究。基于Solidworks、ANSYS与ADAMS建立计及轴承的行星齿轮箱的刚柔耦合动力学模型,在验证模型准确性的基础上,进行了太阳轮点蚀、轴承外圈点蚀、太阳轮和轴承外圈同时点蚀3种故障状态的动力学仿真。结果表明,单纯利用行星齿轮箱箱体振动信号的时域图或包络谱图,能够区分轴承外圈点蚀与太阳轮点蚀或太阳轮和轴承外圈同时点蚀这两种故障状态,但无法区分太阳轮点蚀与太阳轮和轴承外圈同时点蚀这两种故障状态,综合利用箱体振动信号的时域图、包络谱图和频域图,能够有效识别行星齿轮箱发生的太阳轮点蚀、轴承外圈点蚀、太阳轮和轴承外圈同时点蚀这3种故障状态。

关键词： 船用柴油机   正时斜齿轮副   三维真实机加表面   混合润滑  

摘要： 斜齿轮作为船舶柴油机正时传动系统的核心组件,长期处于高扭矩及高功率密度的苛刻多变工况条件,并与微观粗糙界面润滑作用耦合,工作于润滑-接触并存的混合润滑环境,导致齿面磨损及点蚀失效问题频发。该研究考虑船用柴油机正时斜齿轮运行状态下典型瞬变工况及三维真实机加表面粗糙度的影响,开展斜齿轮副瞬变混合弹流润滑特性研究。结果表明,三维真实机加表面会显著增加各啮合瞬时斜齿轮接触域油膜压力并使油膜厚度产生较为强烈的波动:剃削表面局部接触区膜厚为0,两齿面微凸体接触概率增加,对润滑状态不利;抛光表面可以改善界面润滑状态,降低两齿面接触面积比,增大膜厚比,是较好的加工工艺选择。此外,大功率和低转速工况使得平均膜厚降低,接触面积比增大,不利于界面润滑膜的形成。为降低齿面点蚀及磨损失效概率,尽量保持正时齿轮工作于高速稳定状态。

关键词： 复杂齿轮传动系统   齿轮啮合误差   齿形修正  

摘要： 复杂齿轮传动系统中,齿轮啮合误差是影响传动效率和稳定性的重要因素。误差的产生源自加工工艺中的细微偏差,因此分析齿轮啮合过程,提出减少误差的控制方法,并结合加工工艺中的关键环节,重点优化材料选择、齿形修正、加工参数调节等方面。优化后的工艺显著降低了齿轮啮合误差,提高了齿轮传动系统的工作效率并延长了其使用寿命,具备较高的应用价值。

关键词： 高温回火   18Cr2Ni4WA钢   残留奥氏体  

摘要： 为了研究高温回火工艺对采煤机重载齿轮组织的影响,通过试验方式得到齿轮高温回火后微观组织的体积分数变化情况,并研究了高温回火后残留奥氏体含量随工艺温度和工艺次数的变化规律。结果表明:高温回火次数增加,表层及过渡层残留奥氏体含量下降,且会降低表面碳浓度;高温回火温度增加,晶界析出碳化物,对性能产生不利影响。最终选用650℃回火2次的方法作为渗碳后回火工艺。

关键词： 齿轮油   微点蚀   摩擦学性能  

摘要： 为高效研究齿轮油及添加剂对齿面微点蚀影响规律,降低研究初期抗微点蚀齿轮油开发的成本,采用四球试验机、往复摩擦试验机(SRV)及滑滚摩擦试验机(MPR)考察了PAO基础油、由市售高性能复合剂调和的齿轮油以及由通用齿轮油复合剂调和的齿轮油的摩擦学行为与抗微点蚀性能的对应性,并分析MPR试验后辊子表面3种齿轮油对微点蚀造成的影响.试验结果表明:四球机法未能凸显不同添加剂之间的微点蚀差异,SRV试验机在低频重载条件下的摩擦测试结果与3种齿轮油的实际应用中抗微点蚀性能保持一致.此外,MPR滑滚摩擦试验结合辊子表面形貌及元素分析能够有效地区分不同齿轮油的抗微点蚀性能,其中基础油由于较差的润滑,对摩擦副表面起到机械抛光作用使微点蚀面积仅为1.36%,高性能复合剂的添加导致了1.45%的微点蚀面积,优于通用复合剂作用下4.67%的结果,这是由于表面形成了含硼化合物保护膜.对此本文中提出了采用SRV初步评价与MPR相结合的经济高效抗微点蚀性能评价手段.

关键词： 双圆弧弧齿锥齿轮   控制变量法   扭矩   坐标变换   传动误差   高精度检测  

摘要： 双圆弧弧齿锥齿轮的齿距偏差对线接触弧齿锥齿轮传动接触的影响复杂,其对齿面接触应力和弹性变形呈现非规律属性。传动误差检测过程中,受到上述因素影响,双圆弧弧齿锥齿轮传动因误差因素会产生边缘接触导致齿轮坐标系失真,齿距偏差和小轮轴线误差对齿面接触应力和弹性变形的影响较大,导致误差搜索过程失败。提出一种双圆弧弧齿锥齿轮传动误差高精度检测方法。构建传动误差分析模型,根据控制变量法分析扭矩以及安装制造等因素对传动误差的影响,确定传动误差产生的原因。在上述分析基础上,将检测齿廓变换到理论齿廓坐标系中。利用理论齿廓法向等距线,获取包容实际齿廓点的两条等距线齿廓,组建双圆弧弧齿锥齿轮传动误差搜索模型,完成对传动误差高精度检测。实验结果表明:所提方法在额定负载和不同负载情况下得到的双圆弧弧齿锥齿轮传动误差检测结果与真实值的检测结果拟合度相对较高,说明所提方法可以得到具有更加可靠且精准的传动误差检测结果。