关键词： 齿轮故障   振动信号   卷积神经网络   煤矿设备  

摘要： 针对煤矿机械传动齿轮故障诊断的实际需求,文章对齿轮常见故障类型及其机械性能的影响进行了分析。该方法采用短时傅里叶变换对振动信号的时频特征进行了提取,再利用一维卷积神经网络对齿轮的正常工况与故障工况进行了分类研究。实验通过采集振动信号数据对提出的方法在准确率、精确率、召回率及F1值等指标上的性能进行了测试与分析。实验结果表明,该方法在分类精度和抗噪性能方面达到了预期效果,能够有效解决传统方法对复杂工况适应性不足的问题,为煤矿机械齿轮故障诊断提供了高效可靠的技术支持。

关键词： 甘薯苗移栽机   移栽机构   椭圆齿轮行星轮系   运动学分析   移栽试验  

摘要： 针对国内甘薯移栽机在移栽过程中难以兼顾水平和小穴口移栽农艺要求以及运动平稳性差等问题,在研究甘薯水平和小穴口移栽农艺要求的基础上,设计并制备一种椭圆齿轮行星轮系甘薯移栽机构。根据运动传递关系对移栽机构进行运动学分析,并构建椭圆齿轮行星轮系甘薯移栽机构的运动学模型。应用人机交互方法对移栽机构结构参数进行分析和优化,并通过移栽机构虚拟样机进行仿真分析。研制甘薯移栽机构样机,进行移栽性能测试试验。结果表明:当作业转速为45.00 r/min时,该移栽机构可实现甘薯苗的水平栽植作业,栽植深度为50.10 mm,水平入土长度为121.30 mm,破土穴口宽度为40.30 mm,满足甘薯水平和小穴口移栽农艺要求;机构测试轨迹显示该机构运行平稳,表明该机构在机械化甘薯移栽作业中具有可行性。该研究可为甘薯移栽机移栽机构的研发提供一定的理论和试验依据。

关键词： 多目标拓扑优化   齿轮箱   折衷规划法   组合赋权法  

摘要： 针对齿轮箱振动噪声问题,采用多目标拓扑优化,优化箱体结构。首先,提出使用博弈论综合层次分析和灰色关联,即组合赋权法分配子目标最优权重值,同时对比3种赋权法优化结果的迭代曲线,验证组合赋权法的优越性。然后,使用折衷规划法归一化子目标得到综合目标函数。最后,根据拓扑优化结果、应力位移云图和模态振型改进箱体结构,改进后箱体相较于原箱体:箱体质量减轻11.2%,箱体最大应力下降39.6%,位移下降5.1%,节点位移幅值响应下降82.8%,前4阶频率均有所上升。所提权重分配方法改善了子目标权重值分配可信度不高、忽略主观判断等缺点;实现了箱体的轻量化;箱体结构改进后静动态性能大幅提升。

关键词： 面齿轮   圆柱内齿轮磨齿机   磨削加工   碟形砂轮   误差分析  

摘要： 提出在通用圆柱内齿轮磨齿机上磨削面齿轮的加工方法。根据机床结构,建立了碟形砂轮磨削加工面齿轮数学模型,推导了含机床参数误差的面齿轮齿面方程,分析了机床参数误差对齿面拓扑偏差的影响规律。在圆柱内齿轮磨齿机上完成了面齿轮磨削试验,并在Gleason齿轮检测中心检测,齿面偏差最大值为-24.6μm,验证了所提出加工方法的可行性和调整机床参数方法的正确性。采用通用圆柱内齿轮磨齿机磨削面齿轮无需专用的面齿轮加工机床,对于面齿轮的推广及降低制造成本都具有重要意义。

关键词： 声振信号   风机齿轮箱   故障诊断   深度学习  

摘要： 现有的风机齿轮箱故障诊断方法主要基于单一振动信号,所收集到的信息不够全面,易受外界干扰,导致风电机组齿轮箱故障诊断结果欠佳。针对上述问题,文章提出了一种基于声振信号联合的多分支动态卷积神经网络故障诊断方法。在该方法中,利用多个传感器采集风电机组齿轮箱在不同故障模式下的声振信号;随后,将声振信号输入到针对其特点所设计的卷积神经网络进行学习训练,完成在声振双信号中的自主学习并提取能区分风机齿轮箱故障类型的信号特征;最后,将声振双信号的特征拼接并由Softmax函数完成对应特征的识别。对多信号的深度学习故障诊断的仔细分析发现,由单一振动信号增加到声振双信号的深度学习故障诊断方法具有更高的准确性。实验结果表明,该方法在风机齿轮箱故障诊断方面展现出良好的准确性,具有良好的鲁棒性和自适应性。

关键词： 斜齿轮   有限长线接触   弹流润滑   粗糙度   无量纲参数  

摘要： 针对航空发动机某型高速斜齿轮,基于有限长线接触热弹流润滑模型,考虑斜齿轮表面粗糙度的影响对啮合位置开展了润滑特性研究。获得了粗糙度波长、幅值、无量纲参数(材料参数G、速度参数U、载荷参数W)对斜齿轮润滑特性的影响规律。引入油膜特征参数(压力、膜厚、温升)波动标准差,量化了不同输入参数对润滑油膜稳定性的影响程度。结果表明,齿轮表面的粗糙度显著影响润滑油膜的稳定性,当齿面粗糙度与油膜厚度处于同一量级时,油膜特征参数相较于光滑解的波动幅度达到50%,导致接触区局部油膜厚度显著低于中心区域,增加了干摩擦的风险。粗糙度幅值的增加与波长的减少会加剧油膜特征参数的波动,齿轮卷吸速度方向的粗糙度分布情况对润滑油流动的影响更为显著。随着G的增加,油膜压力与温升的波动更为剧烈,而参数U的增加会在一定程度上抑制粗糙度带来的压力波动,W的增加则放大了粗糙度的影响。通过减小齿轮表面粗糙度峰值,避免粗糙度尖峰的密集分布,可以有效改善斜齿轮的润滑状态。

关键词： 齿轮结构   填充缺陷   预成形  

摘要： 对于常见的“轮毂-轮辐-轮缘”结构的齿轮模锻件,随着轮毂-轮缘高度差增大,轮毂填充难度就会增大。以轮缘和轮毂同时充满为目标,如何设计合理的预成形成为一个关键要点。通过变换轮毂-轮缘之间的高度差,讨论了平砧镦粗和成形镦粗两种预成形方案。针对一种典型的某型号齿轮锻件,借助于有限元数值模拟软件进行了数值模拟研究,找出了两种预成形方案坯料填充轮毂与轮缘型腔的规律。

关键词： 变转速工况   齿轮动力学模型   能量法   特征评估  

摘要： 为了提高损伤程度识别精度,提出变转速工况下齿轮裂缝损伤程度识别方法。建立齿轮动力学模型获取齿轮在变转速工况下的动态响应,采用能量法求出齿轮裂缝损伤状态下的时变啮合刚度,以便对不同损伤程度展开响应分析;根据分析结果计算出表征齿轮裂缝损伤程度的故障频带幅值和啮合频率幅值特征,根据关联性和一致性评价准则对其展开评估,验证其对于齿轮裂缝损伤程度识别的重要性;引入集成学习策略改进SVM,将故障频带幅值与时变啮合刚度作为模型的输入,集成模型将综合多个基础模型的输出结果,得到最终的齿轮裂缝损伤程度分类识别结果。仿真实验结果表明,所提方法能够有效提高齿轮裂缝损伤程度识别精度。

关键词： 减速器   损伤   斜齿轮   轴承  

摘要： 减速器作为机械设备中重要的减速增扭机构,不仅可以在机械传动过程中改变动力的传递方向,还可以提供缓冲减震作用、保护机械装置,其传动形式通常采用齿轮传动。本文研究了斜齿轮和轴承的损伤,首先对轴承和齿轮进行了力学分析。其次采用Solidworkes建立减速器三维模型,并通过Romax软件模拟减速器工作过程轴承和齿轮的损伤、受载情况。最后研究结果表明,在三级减速器轴承中二轴右侧的轴承损伤最高,在三级减速器齿轮中小齿轮2和小齿轮3的接触应力最大。该研究对于工业减速器的发展以及应用具有一定的工程指导意义。

关键词： 煤矿运输   气动单轨吊   驱动轴   优化设计  

摘要： 为加快气动单轨吊的研发进度,充分利用计算机辅助设计高效便捷性,利用solidworks软件对气动单轨吊的齿轮传动部分进行了三维建模、运动仿真、静力学分析和优化设计。根据机械设计原则,对齿轮的外形尺寸进行了计算,在此基础上,建立了齿轮的三维模型;在Solidworks/Motion软件中,对大小齿轮进行了运动仿真试验,得出了齿轮啮合齿面的受力曲线;在Solidworks/Simulation软件中对齿轮进行了静力学分析,得出轮对加载后的应力云图,并分析了整个齿轮的应力分布情况;根据齿轮的应力分布情况,对齿轮进行了优化设计,减小了应力集中,并减重41%,达到了较好的轻量化设计效果。