关键词： 风电机组   齿轮传动   参数辨识   疲劳损伤  

摘要： 文章通过建立风电齿轮传动系统扭转动力学模型,提出了基于机理模型与运行状态的风电齿轮传动系统动力学参数辨识与疲劳损伤预估方法,分析了不同齿轮磨损状态下的风电齿轮传动系统动态响应与疲劳损伤预估效果。分析结果表明:通过辨识得到的齿轮转动惯量和啮合刚度与目标值吻合较好;同一齿轮的接触疲劳损伤普遍大于弯曲疲劳损伤,且齿轮磨损会加剧动态啮合力波动,增大疲劳损伤,在不同齿轮磨损状态下,系统动态响应和齿轮疲劳损伤的预估值与目标值均吻合较好。

关键词： 夹杂物   氧含量   齿轮钢   生产工艺  

摘要： 为了降低重载渗碳齿轮钢中的氧含量,提高齿轮材料的疲劳寿命,对锻件成品氧含量进行分析,发现原生产工艺无法满足客户要求,为此开发出LF精炼换渣加双VD真空精炼操作工艺,并利用在线定氧仪、Aspex夹杂物全自动扫描分析仪、氧氮氢分析仪以及XRF荧光分析仪对优化前后工艺试验结果进行对比分析。结果表明,工艺优化后可以使锻件氧质量分数降到6×10^(-6),并使锻件最大夹杂物尺寸检测值从137.5μm下降到51.2μm,成功满足客户需求,为“EBT+LF+VD+IC”生产工艺冶炼超低氧重载渗碳齿轮钢提供技术指导。

关键词： 船舶电力推进   齿轮箱   故障分析   故障诊断   特征提取   梅尔频率倒谱系数   卷积神经网络  

摘要： [目的]针对旋转机械在实际工作中因噪声干扰而导致的故障诊断性能下降问题,为提高振动信号的故障特征提取质量和故障诊断能力,提出基于Mel-frequency倒谱系数(MFCC)的并行双通道卷积神经网络(PDCNN)故障诊断方法。[方法]利用MFCC提取含噪声的振动信号特征,同时设计一种新型并行双通道卷积神经网络结构,并利用该网络进一步挖掘数据的全局特征及更深层次的微小特征,从而提高该方法在强噪声环境下的诊断性能。[结果]不同噪声环境下的实验评估结果表明,该方法在强噪声环境下的故障诊断精度高于98%,其抗噪性能和诊断性能均明显优于其他传统方法。[结论]研究成果可为强噪声环境下的齿轮箱故障诊断提供参考。

关键词： 盾构机主轴齿轮   齿形优化   多参数   装配中心距   接触应力  

摘要： 为提高某直径6 m大型盾构机主轴齿轮组的承载能力,降低齿根应力和传动误差波动范围,根据齿轮组的分布情况对8个驱动齿轮和内齿轮进行优化。考虑盾构机工作状态下轴向力、径向力、颠覆力矩和轴承支撑对齿轮传动的影响,对齿轮组齿形进行多参数和多目标优化,并根据齿形优化结果对齿轮组实际装配中心距进行优化,进一步提高齿轮组承载能力。齿形多参数优化结果表明:齿轮组表面接触应力下降了26.0%,内齿轮齿根应力下降了40.9%,传递误差波动范围缩小了63.6%。装配中心距优化结果表明:齿轮组表面接触应力下降8.5%。对盾构机主轴齿轮组优化设计后,齿轮组承载能力得到提高,啮合更加平稳。

关键词： 混合核极限学习机   改进北方苍鹰优化算法   时变滤波经验模态分解   故障诊断  

摘要： 针对行星齿轮箱故障诊断问题,本文提出了一种基于改进北方苍鹰优化(INGO)算法与混合核极限学习机(HKELM)的行星齿轮箱故障诊断方法.首先,引入Savitzky-Golay(SG)滤波对齿轮箱原始信号进行去噪.利用时变滤波经验模态分解(TVF-EMD)将去噪后的信号分解成多个本征模态函数(IMF),使用方差贡献率、相关系数和信息熵筛选出最优的IMF.将最优IMF重构后,对重构信号进行时间同步平均(TSA)去噪以减少故障诊断模型的数据计算量.将Tent混沌映射、混合正弦余弦算法和Levy飞行策略用于改进北方苍鹰优化(NGO)算法,得到一种新的INGO算法.同时,引入余弦因子以平衡正弦余弦算法的全局和局部开发能力.最后,利用INGO算法对HKELM进行优化,用以提高HKELM模型的故障诊断准确率.将所提方法应用于两个案例对模型进行检验,实验结果表明,本文所提方法具有可行性和优越性.

关键词： 15Cr14Co12Mo5Ni钢   DEFORM数值模拟   锻造方案   变形量   晶粒度  

摘要： 目的解决15Cr14Co12Mo5Ni钢齿轮锻件易出现粗晶和晶粒度不均匀的问题。方法采用DEFORM数值模拟软件分析15Cr14Co12Mo5Ni钢齿轮成形过程,基于分析结果优化锻件设计方案和锻造工艺方案。结果优化了锻件小端头厚度、中心凹坑尺寸及锻造工艺方案中制坯镦粗高度,使模锻成形过程中齿轮锻件各部位的变形量更加均匀,保证了齿轮小端头难变形区域的变形量≥40%,达到了细化晶粒的目的。结论采用优化后的工艺进行零件试制,结果与DEFORM数值模拟结果相吻合。

关键词： 7055铝合金齿轮   脂润滑   销盘摩擦   干摩擦   阳极氧化膜  

摘要： 针对航空用高精度磁传感编码器齿轮系统在剧烈振动与高低温交变工况下的摩擦磨损问题,提出阳极氧化协同脂润滑的表面改性方法;通过建立齿轮啮合等效销盘模型,对7055铝合金基体及10~20 μm阳极氧化膜在干摩擦/脂润滑条件下的摩擦学行为进行了研究;采用MFT-5000摩擦磨损试验机模拟等效接触载荷100 N、转速59 rpm的极端工况,结合白光干涉三维形貌分析和质量损失定量表征;结果表明:干摩擦条件下,20 μm氧化膜试件较基体质量损失降低96%;脂润滑工况下,其磨损深度降幅达56%;微观形貌显示氧化膜厚度增加可有效抑制磨粒磨损向黏着磨损的转变机制;验证了氧化膜厚度与润滑协同效应对铝合金齿轮摩擦学性能的调控规律,为航空航天精密传动系统表面改性提供了理论依据。

关键词： 弹流润滑   聚甲醛齿轮   运行温度   弹性模量   环境黏度  

摘要： 【目的】温度影响聚合物齿轮的弹性模量,继而会影响齿轮弹流性能。因此,有必要研究温度对聚合物齿轮润滑性能的影响。【方法】考虑聚甲醛(Polyformaldehyde,POM)齿轮的弹性模量随温度的变化,建立了钢-POM齿轮副的热弹流润滑模型;使用多重网格技术和逐列扫描技术,研究并讨论了不同运行温度下钢-POM齿轮副的热弹流润滑性能。【结果】结果表明,钢-POM齿轮副的摩擦因数在节点之前下降,节点之后上升;钢-POM齿轮副的油膜最大温度靠近聚合物齿轮;入口区黏度对油膜厚度影响较大,弹性模量是影响油膜压力的主要因素;油膜温度受环境黏度影响较大,弹性模量引起的油膜压力变化影响较小;随着运行温度的升高,摩擦因数减小。

关键词： 齿轮   缺陷检测   YOLOv5   注意力机制   损失函数  

摘要： 为解决传统齿轮缺陷检测易受环境影响、检测多特征缺陷效率低等问题,提出基于改进YOLOv5算法的齿轮表面缺陷检测方法。首先,为充分融合齿轮缺陷特征,对YOLOv5颈部网络的PANet结构进行改进,将其替换为BiFPN模块;然后,在骨干网末端加入ECA注意力机制,使模型更加关注缺陷区域的特征提取;最后,为了更合理地表示真实框和预测框之间的损失,采用SIOU作为损失函数。结果表明,改进后的YOLOv5模型的mAP达到87.4%,与原来的YOLOv5模型相比,mAP提高了12.1%,FPS达到了85.2 f/s。与Faster R-CNN、YOLOv4、YOLOv5等其他算法相比,改进后的算法在检测精度和模型大小以及速度方面均具有明显的优势,能够更加准确智能地检测齿轮表面缺陷。

关键词： 超强耐热钢   表面改性   残余压应力   弯曲疲劳   失效机理  

摘要： 以超强耐热航空齿轮钢12Co14Ni6Cr5Mo4VNb圆柱齿轮为研究对象,采用高频脉冲法开展了不同表面改性齿轮弯曲疲劳性能试验研究,通过试验数据处理及轮齿失效机理分析,揭示了不同表面改性对超强耐热航空齿轮钢齿轮承载性能影响规律.研究结果表明:普通喷丸对超强耐热航空齿轮钢齿轮表面无明显强化效果,超强喷丸能够显著提高超强耐热航空齿轮钢齿轮表面残余压应力,相对于普通喷丸齿轮,超强喷丸齿轮弯曲疲劳极限提高了36.04%;超强耐热航空齿轮钢齿轮对齿面粗糙度敏感性较强,粗糙度Ra≤0.2的齿轮较粗糙度0.3≤Ra≤0.4的齿轮弯曲疲劳极限提高了16.58%;弯曲疲劳试验齿轮渗碳层近表面组织为高碳马氏体和细小弥散的颗粒状碳化物,并随渗层深度增加逐渐向超低碳板条马氏体过渡;试验齿轮失效模式均为轮齿疲劳断裂,断口上可见清晰疲劳条带,超强喷丸齿轮疲劳裂纹全部萌生于齿根圆角亚表面,普通喷丸齿轮疲劳裂纹大部分在齿根圆角表面萌生.