关键词： 故障诊断   行星齿轮箱   时变转速工况   特征模态分解   微弱故障  

摘要： 针对强背景噪声干扰且变转速下行星齿轮箱早期微弱故障特征难以被有效识别的问题,提出一种改进特征模态分解(Improved Feature Mode Decomposition,IFMD)的时变工况行星齿轮箱微弱故障诊断方法。对于特征模态分解算法中的关键输入参数分解模态个数n、滤波器个数K和滤波器长度L需要依靠人为经验反复尝试而不具有自适应的问题,提出通过尺度空间谱划分来确定所需分解模态个数n;在此基础上,以谱基尼指数(Spectral Gini Index,SGI)作为目标函数,采用粒子群算法自动确定最佳的滤波器个数K和滤波器长度L。最优输入参数组合下,采用IFMD对故障信号进行最佳模态分解,并选取SGI值最大的分量作为敏感模态。从敏感分量的包络阶次谱中提取显著故障特征阶次来准确判别故障类型。通过变转速仿真信号和工程实验数据分析表明,相比PSO-VMD方法、MED方法、SGMD方法和快速谱峭度方法,所提方法能够更加清晰、全面地提取微弱故障信息,提高了时变工况下行星齿轮箱早期故障特征的表征能力和诊断精度。

关键词： 17CrNiMo6齿轮钢   Nb微合金化   高温渗碳   晶粒度   有效硬化层深度  

摘要： 对17CrNiMo6钢进行Nb微合金化,研究其不同Nb添加量下的奥氏体晶粒度。并对Nb微合金化17CrNiMo6钢进行不同温度(910、930、940℃)的高温渗碳处理,对其有效硬化层深度和力学性能进行了研究。结果表明,经Nb微合金化后,17CrNiMo6钢的奥氏体晶粒细化效果显著,且随着Nb含量的增加,奥氏体晶粒等级增大,合适的Nb添加范围为0.03%~0.04%。与910℃高温渗碳相比,含0.032%Nb微合金化17CrNiMo6钢经930和940℃高温渗碳后,有效硬化层深度增加,渗碳速度分别提高8.3%~11.9%、13.3%~15.3%,但力学性能、晶粒度均无明显区别。因此,可通过适当提升渗碳温度加快微合金化17CrNiMo6钢的渗碳速度。

关键词： 风电机组   齿轮箱   故障诊断   樽海鞘优化算法   最小最优熵反褶积  

摘要： 齿轮箱在风力发电机组传动系统中起着重要的作用,因此齿轮箱故障诊断是风力发电机组健康管理中的一个关键问题;考虑到齿轮箱振动信号的频谱复杂性,多点最小最优熵反褶积方法是一种简单有效的齿轮箱故障诊断方法,因为它不仅可以去除掉大量的背景噪声和振动干扰,与此同时还能突出微弱的轴承故障脉冲信号;但是该方法的性能在一定程度上取决于前置参数滤波器长度的选择,不合适的滤波器参数值可能会导致过滤不足或过度过滤的后果;为了解决这一问题,提出了一种基于樽海鞘优化算法的自适应最优最小熵反褶积方法,该方法可以自适应选择最优滤波器长度,从而达到最优滤波效果;最后,利用包络解调方法对最优滤波信号进行包络分析得到包络谱,从而揭示故障特征频率;通过对某风力发电机实验台齿轮箱信号的仿真和实验分析,说明了该方法的原理和有效性。

关键词： 模态参数   螺旋锥齿轮   模态试验   模型修正   响应面法  

摘要： 为准确提取螺旋锥齿轮模态参数,构建精确动力学模型,通过试验与仿真相结合的方法,采用移动力锤法进行模态试验,提取模态参数;基于实测数据建立精确仿真模型并进行模态分析;采用初等旋转变换法修正仿真模态振型,得到准确的试验和仿真模态置信度,提高分析精度;以试验模态频率为目标,采用响应面法修正模型材料参数。修正后固有频率最大相对误差由0.83%下降到0.353%,提高了仿真模型精度。试验与仿真频响分析结果表明:由仿真模型不准确导致的移频现象和加速度幅值误差得到有效控制,验证了动力学模型的准确性。研究方法为螺旋锥齿轮进一步的结构优化和减振避振奠定基础。

关键词： 矿山设备   扭转力矩   大型齿轮   传动部件   重载齿轮   交变载荷   大模数   大变位  

摘要： 大型齿轮是重型矿山设备的重要传动部件,工作过程中要承受很大的扭转力矩和交变载荷,大变位齿形能提高轮齿的抗弯强度和接触疲劳强度,精确的齿形能保证装配后侧隙和顶隙合理性[1],保证主机安全平稳运行。目前大变位齿轮在一定的场合有较多应用,相关制造技术的研究和完善仍具有重要的现实意义。

关键词： DXF文件   特征识别   BP神经网络   三维重建  

摘要： 针对当前三维模型在表达公差时存在表达不清的问题,该文提出了一种基于DXF文件的齿轮零件重建方法。首先,该方法以DXF文件为研究对象,通过提取其中的实体信息和标注信息,采用K-means对实体所属视图进行聚类;然后,利用BP神经网络识别和提取零件的重要图元信息,特别是关键标注信息和标注的实体信息;最后,通过基于VBA的参数化建模,在三维零件上表达关键形状公差和粗糙度信息。这一方法为解决三维模型表达公差问题提供了有效的解决方案,对于进一步研究具有指导意义。

关键词： 车床   设计   机械性能  

摘要： 普通经济型车床由于投资少、使用效益好、性能稳定及操作方便而受到重视,在实际应用中,不仅要求会使用机床还要会快速维修,为了清楚地分析机床内部结构以及机床运转的工作过程;提高经济型车床的技术性能和经济效益,保障操作人员安全,本文对车床关键零件的机械性能进行了研究。根据车床总体方案与布置,以CA6140车床为研究对象,采取调整局部结构,提出车床的结构修改方案,在综合考虑车床振动和静刚度后,达到减小车床床身形变和改善各部分零件受力分布状况的目的。为车床的优化设计,提供新的思路和方法。简化后的车床经制造、安装、调试和现场试验,满足汽车齿轮的实际加工要求,且维修维护更方便快速。

关键词： 面齿轮   车齿加工   啮合条件式   齿面法向误差   误差修正  

摘要： 为减小机床几何位姿误差对车齿加工精度的影响,提出一种基于齿面法向误差建立敏感矩阵方程的误差修正方法。基于交错轴啮合原理,对面齿轮的车齿加工过程进行解析,求解刀具切削刃双自由度包络面齿轮齿面的啮合条件式;根据机床结构预设机床几何位姿误差,分析法向齿面误差对各项几何位姿误差的敏感性,得到敏感误差项;通过建立机床各数控轴运动多项式系数,以及系数增量影响齿面误差变化的敏感矩阵;通过齿面法向误差反求多项式系数增量,完成齿面修正。研究结果表明:该方法使右齿面误差减少98.3%;左齿面误差减少97.4%,可有效修正机床几何位姿误差所导致的加工误差,提高加工精度。

关键词： 风电齿轮   齿轮接触   构型力   夹杂物   损伤演化  

摘要： 为更全面地探究齿轮材料内非金属夹杂物(以下简称“夹杂物”)对风电齿轮接触损伤的影响,引入可以描述系统能量变化的构型力理论表征齿轮接触损伤演化,并探讨了夹杂物深度、尺寸以及排列方式对齿轮接触承载关键区域的影响。研究结果表明,夹杂物会改变齿轮接触损伤的应力分布和损伤形式,导致不同面积的材料剥落和失效区域形成。基于构型力理论的损伤模型可以准确描述风电齿轮含夹杂物接触损伤问题,为后续齿轮失效分析和疲劳寿命预测提供了新方法。

关键词： 面齿轮传动系统   非线性   分岔   混沌特性  

摘要： 以正交面齿轮传动系统为研究对象,考虑影响其非线性特性的齿侧间隙、时变啮合刚度以及综合啮合误差等因素,建立多自由度平移-扭转耦合动力学模型,对模型进行无量纲化处理。基于变步长四阶Runge-Kutta法,结合计算机仿真软件,对无量纲化系统动力学方程进行数值解析,定性分析系统受不同参数影响时的非线性动态响应。综合分析系统分岔图、最大Lyapunov指数、相图和Poincaré截面图,分析阻尼比和刚度幅值对系统运动状态的影响。结果表明阻尼比和刚度幅值的改变影响了系统的分岔与混沌特性,使得系统的运动形式呈现多样化,运动状态转迁丰富。