关键词： 小模数双联齿轮   机械设计   齿轮参数   视觉测量   实验教学  

摘要： 齿轮作为机械装备中的核心传动零件,其参数设计及制造精度对整个机器的工作性能、承载能力及使用寿命都有很大影响。为使学生更好地掌握齿轮设计方法,设计了小模数双联齿轮参数视觉检测教学实验平台,包括硬件系统搭建、软件系统及实验项目设计。实验结果表明,该实验平台可有效快速测量小模数双联齿轮参数,具有较高的检测精度。通过该平台不仅对齿轮尺寸的参数设计更加清楚,而且可以掌握齿轮精度视觉检测方法,丰富了学生的知识体系,提高学生创新实践能力。

关键词： 25CrMo4齿轮钢   带状组织   连铸电磁搅拌   轧钢加热温度   轧后空冷  

摘要： 通过调整连铸工艺参数与轧钢工艺参数,改善了25CrMo4齿轮钢带状组织。研究结果表明:在连铸坯凝固过程中,较大的电磁力促使连铸坯凝固时枝晶不断的重新发生迁移,微观枝晶的枝干与枝间分布更加均匀,由此产生的微观偏析也随之减小,连铸坯凝固过程中形成的一次带状组织得到改善。提升连铸坯在加热炉内的加热温度,碳元素以及合金元素相对富化区域的元素向贫化区域发生实质性的迁移速度也随之提升,铸坯前期因选择性结晶形成的无序分布枝晶组织加速均质化。钢材轧后采用风冷,其冷却过程钢材的铁素体与珠光体形核率较高,铁素体与珠光体分布更为细小均匀,轧材不易形成二次带状组织。

关键词： 行星齿轮箱   装配精度   偏差分析   雅可比旋量   蒙特卡洛  

摘要： 行星齿轮传动系统装配时各零件的偏差累积影响齿轮啮合状态,导致其系统振动噪声性能劣化。行星齿轮传动系统属于刚性多体装配,在控制偏差时,传统尺寸链方法无法有效表征间隙和形位公差耦合下的结构偏差及其三维空间传递。基于雅可比旋量模型和蒙特卡洛统计仿真方法,建立行星齿轮传动的间隙和形位公差等偏差源的三维旋量分量约束方程模型,提出装配体串联化偏差传递路径等效方法,计算目标特征偏差参数的分布,并获得各个偏差源的敏感度和贡献度,形成从设计公差到装配偏差的完整三维偏差分析方法。以实际数值案例进行计算,实现装配质量预测和偏差溯源,为齿轮传动系统公差优化设计提供指导。

关键词： 多通道   卷积神经网络   格拉米角场   故障诊断  

摘要： 针对一维数据的卷积神经网络故障诊断方法无法十分准确地识别齿轮箱故障类型的问题,提出一种二维振动信号的多通道特征融合卷积神经网络(MC-FFCNN)算法。采用格拉米角场将传感器获取的一维振动信号转换为二维矩阵,将矩阵中的数值作为像素值转换为灰度图从多个通道输入卷积神经网络,经过多个卷积层、池化层及增加的融合层,导出各通道的融合数据到全连接层。在试验中,通过对多个故障数据进行训练与测试,实现齿轮箱单一故障的诊断。将诊断结果与单通道的卷积神经网络诊断结果进行比较分析,结果显示:所提方法的故障诊断准确率更高。

关键词： 润滑要求   齿轮油   基础油   极压性能   铜腐   抗磨损性能   铁路机车   高速冲击  

摘要： 本文以PAO作为基础油,复配工业齿轮油复合剂RHY4026、含硫极压补强剂RHY586,并通过对铜腐抑制剂的筛选,研制了一款铁路机车齿轮油(参比油为国内某电力机车在用国外油品GMO)。油品性能评价结果表明,研制油品在极压性能、SRV抗磨损性能以及FZG极压性能方面具有较好的结果,可以满足铁路牵引齿轮箱高速冲击负荷工况的润滑要求。

关键词： 直齿轮副   误差齿面   内部激励   动态特性  

摘要： 基于齿轮加工、安装误差的分布规律,建立了渐开线直齿轮的误差齿面模型,提出了适用于该误差齿面模型的齿轮承载接触分析算法,研究了不同误差对直齿轮副内部激励的影响规律;建立了直齿轮副弯扭耦合动力学模型,分析了不同误差下齿轮系统的动态特性。研究表明:加工误差中,齿距偏差是齿轮副内部激励的主要影响因素;齿距偏差作用下,综合啮合误差呈阶跃变化,当阶跃值超过一定范围后时变啮合刚度发生突变;安装误差影响下,综合啮合误差为一定值,时变啮合刚度随中心距和轴线倾斜误差的增加而减小;为减小齿轮系统动态传递误差的峰峰值,齿距偏差应根据载荷大小合理分配,同时应避免由轴线倾斜误差导致的偏载现象发生。

关键词： 数字孪生   故障诊断   滚动轴承   动力学  

摘要： 针对传统的故障诊断方法已逐渐无法满足当下对复杂设备分析要求的问题,提出一种基于数字孪生的故障诊断模型的构造方法,介绍了数字孪生概念的由来及其应用现状,提出了三维空间孪生模型,并将其与故障诊断技术相结合,同时实现孪生体的可视化交互,并通过以滚动轴承为案例,设计了基于UGNX、Ansys、MATLAB联合仿真的数字孪生系统,阐述了模型的构造过程。实验结果表明,以滚动轴承为研究对象建立的数字孪生体,其故障模拟精度达99%,可以有效还原齿轮箱中故障轴承的真实运行状态。

关键词： 航空燃油齿轮泵   空化现象   流量脉动   数值模拟   湍流模型   全空化模型  

摘要： 通过理论分析和实验难以获得高转速航空燃油齿轮泵的内部流场及空化特性,针对这一问题,对采用了新型卸荷槽结构的航空燃油齿轮泵进行了数值模拟研究。首先,采用了标准kε湍流模型与全空化模型作为齿轮泵数学模型;然后,通过对比分析的方式,分析了新型卸荷槽齿轮泵的性能提升问题;对不同转速下的新型卸荷槽齿轮泵内流场进行了数值求解,得到了其流动及空化特性;最后,搭建了齿轮泵的质量流量试验平台,进行了不同转速下高转速航空燃油齿轮泵流量测试,并对其仿真结果进行了对比验证。研究结果表明:与矩形卸荷槽齿轮泵相比,新型卸荷槽齿轮泵可以减少44.6%的流量脉动,能有效减少流场空化范围,且其流场最大压力、最小压力均出现在齿轮啮合处;流场最高速度可达130 m/s~132 m/s,最大速度存在于齿轮啮合处;随着转速的提高,流场内气体体积分数和空化范围逐渐增大。该成果可以为预防航空燃油泵出现空化现象,提高送油效率,以及齿轮泵的运行维护提供理论依据。

关键词： 机车   齿轮传动系统   箱体   断裂   振动  

摘要： 为分析牵引齿轮裂纹故障下机车齿轮箱箱体的动态响应,首先建立齿轮副的有限元模型,得到正常工况和存在裂纹故障工况下齿轮的时变啮合刚度;其次,建立机车整车动力学模型,模型中包含齿轮传动系统,将时变的啮合刚度导入进行联合仿真。结果表明,裂纹故障能使齿轮箱箱体的振动增加,当裂纹深度>4 mm时,振动的幅值会显著增大,频谱的主频显示出齿轮副的啮合频率,箱体悬挂频率,牵引齿轮的转频及其倍频,通过监测这些频率,可以为齿轮传动系统的状态修提供决策依据。

关键词： 高速动车齿轮箱   有限元   拓扑优化   固有频率   模态测试  

摘要： 齿轮箱作为高速动车组转向架的核心部件,需满足轻量化和高可靠性的要求,以保证车辆运行的安全性和舒适性。以国内某型高速动车组齿轮箱体为研究对象,通过有限元方法分析该箱体存在的问题,使用拓扑优化技术对箱体结构进行改进设计。有限元分析结果表明,在各工况下齿轮箱箱体的刚度和强度满足要求,但固有频率接近轮轴系统主振频率,容易发生共振,从而产生噪声和箱体裂纹。针对此特点,提出提高箱体固有频率的拓扑优化方案。经计算和模态测试验证,拓扑优化后的箱体固有频率得到提高,避开了轮轴激振主频,减小了箱体产生共振的可能性。此研究为设计具有良好静动特性的国产高速动车组齿轮箱提供理论和数据支持。