关键词： 连续管钻井   电动定向器   行星齿轮减速器   齿数比  

摘要： 定向器是连续管钻井中实现定向作业的必备工具,其中电动定向器能够连续准确地调整工具面角,具有很大的技术优势,但受限于井下狭小径向空间和定向作业大扭矩要求,其中关键部件齿轮减速器是设计的难点。设计了一种基于大扭矩电机和多级行星齿轮减速器相配合的电动定向器,对其行星减速齿轮进行了优化,以弯曲疲劳强度安全系数、接触疲劳强度安全系数和输出扭矩3个关键参数的乘积为优化依据,得到了在要求空间下的最优齿数比,并对其进行了有限元强度校核和实际承载能力室内试验。研究结果表明,电动定向器两级行星齿轮减速器的实际承载能力大于800 N·m的设计目标,瞬时可达1260 N·m,满足现场连续管钻井定向作业要求。研究结果为今后电动定向器设计和加工组装提供了参考。

关键词： 原位观察   微合金化   奥氏体晶粒   析出物   不均匀性因子  

摘要： 采用高温激光共聚焦显微镜对两种不同成分汽车齿轮渗碳钢20CrMnTi在正火-伪渗碳过程中的奥氏体晶粒长大进行原位观察研究,从奥氏体晶粒长大和晶粒不均匀性因子以及第二相颗粒分布来揭示正火-渗碳工艺下的组织演变规律。结果表明,正火-伪渗碳热处理过程中,Nb-Ti-Mo钢奥氏体晶粒尺寸始终要小于Ti-Mo钢,且奥氏体晶粒尺寸不均匀性因子也始终小于Ti-Mo钢,这与其中的(Nb,Ti,Mo)(C,N)颗粒具有较好的抗熟化作用有关。另外,两种钢的奥氏体晶粒尺寸不均匀性因子均随着正火和伪渗碳保温时间的延长而逐渐增大,但伪渗碳过程的奥氏体晶粒尺寸不均匀性因子要略大于正火过程。此外,在伪渗碳阶段,Nb-Ti-Mo钢奥氏体晶粒尺寸不均匀性因子发生急剧增大的情况要晚于Ti-Mo钢。相比于保温时间,奥氏体晶粒尺寸对温度具有更高敏感性,温度的波动容易造成晶粒的明显长大。

关键词： 包装机   非圆齿轮   变齿厚   齿形法线  

摘要： 为解决包装机非圆齿轮的齿面易磨损,导致工作平稳性与运动精度降低的问题,提出一种基于变齿厚设计的非圆齿轮新式构型方案。根据切削刀具的形态推导轮齿各截面的齿形法线长度,利用向量三角形的几何关系构建齿廓的曲线方程,并对试制样品进行试验验证。结果表明,变齿厚非圆齿轮的齿面啮合区域为线接触,接触线与坐标系3个正交面的夹角分别为88.019 1°,1.884 5°,0.610 0°,整体呈倾斜状态;改变主动轮与从动轮的相对轴向位置,角速度波动减小,实测最大值与理论最大值的偏差从5.24%下降为0.87%。研究为变齿厚非圆齿轮的设计开发提供理论依据。

关键词： 齿轮箱   故障振动   信号特征提取   技术分析  

摘要： 齿轮箱是确保机械设备动力传输和扭矩输出的重要部件,确保其正常使用是提升设备安全性和有效性的重要措施,而振动则是齿轮箱故障的重要体现,但不同的振动信号特征代表齿轮箱不同的故障,为提升齿轮箱运行效率,势必要加强齿轮箱故障振动信号特征提取研究力度,结合技术特点分析故障种类,快速排除齿轮箱故障。为解决齿轮箱故障振动问题,本文以齿轮箱故障振动信号特征为研究对象,提出振动信号收集、数据预处理和信号特征措施等,以期为相关人员提供参考。

关键词： 小模数齿轮   侧隙   高温   齿厚偏差   回差精度  

摘要： 为解决齿轮在高温下会发生热膨胀从而导致侧隙变化,产生齿轮卡滞,传动滞后从而影响编码器读数精度的问题,常采用设置齿轮齿厚偏差的方法来控制侧隙,目的是通过设置齿厚偏差来补偿高低温下的齿侧间隙;但齿厚偏差的增大会影响回差精度;针对这一问题,提出了一种考虑回差精度的齿轮侧隙控制方法,该方法能够在满足齿轮热变形、安装误差、齿轮加工误差同时保证齿轮传动的回差精度;通过理论计算,以及采用有限元仿真分析方法对编码器齿轮的热变形量进行了计算,验证了考虑回差精度的侧隙控制方法在能够有效补偿高低温变化带来齿侧间隙变化的同时保证回差精度,为精密仪器中的小模数齿轮传动系统提供了有效的侧隙控制解决方案。

关键词： 工业机器人   双针轮   少齿差   精密减速器   齿轮设计   传动精度  

摘要： 精密减速器作为工业机器人关键的传动组件,其性能直接影响机器人的工作效率和精度。该研究针对工业机器人所用的双针轮少齿差精密减速器关键技术进行探讨,通过阐述双针轮少齿差减速器的基本结构及其工作原理,分析齿轮啮合性能、传动效率、减震降噪等关键指标对整体性能的影响。为进一步提高减速器的负载能力和稳定性,研究提出了一种基于多点接触的齿面优化设计方案,进一步优化了齿轮参数,降低了齿差和磨损,通过一系列试验和仿真,验证了改进设计在提升减速器传动精度、承载能力及使用寿命方面的显著效果。

关键词： 黏度   齿轮泵   涡流   非定常计算  

摘要： 外啮合齿轮泵在高黏度工况下经常存在泄漏流、二次流等不稳定流动现象,对齿轮泵的运行产生很大影响。为了探索这些不稳定涡量的特性,对外啮合齿轮泵内不稳定涡量的流动特性进行分析。结果表明:黏度的增加可以改善齿轮泵内的流动状态,但会导致齿轮泵内的高压区和低压区明显增加,而出口流量逐渐减小;黏度越大泵出口流量变化趋于稳定需要的时间更长;在一个周期内,吸油腔的进口位置从没有旋涡到出现大小相等旋转方向相反的旋涡,旋涡逐渐增加随后脱落消散;从T_(0)+1/5T时刻开始,较大的旋涡出现在齿轮啮合处和排油腔内,且在排油腔内形成明显的“马蹄形”涡;黏度越大,齿轮泵在一个周期内同一位置的旋涡强度越小。

关键词： 故障检测   齿轮   伺服电机自带编码器   变转速工况   瞬时角速度信号  

摘要： 提出一种使用伺服电机自带的编码器进行齿轮局部故障检测的方法,无需安装外置传感器,直接对自带编码器的信号进行数据处理实现齿轮局部故障的特征提取。从伺服电机自带编码器中引出信号采集接线,使用高速计数器记录旋转编码器角度位置脉冲上升沿之间的时间间隔;通过编码器信号计算瞬时角速度(instantaneous angular speed,IAS)信号,并在角域和阶次域对IAS信号进行分析和特征提取,实现齿轮局部故障的检测。以行星齿轮箱齿轮局部故障检测为例,通过试验对所提方法进行验证,结果表明,使用伺服电机自带编码器可有效实现低转速、变转速工况下的齿轮局部故障检测。

关键词： 风力发电机   齿轮   故障检测   GGD-EfficientNet   声纹识别  

摘要： 针对风力发电机齿轮箱齿轮故障时的噪声提出一种基于分组全局上下文网络(GE-GCNet)与深度可分离卷积(DSCConv)结合的效率神经网络(GGD-EfficientNet)和声纹识别的齿轮箱故障诊断方法。首先通过实验获取齿轮箱故障齿轮的噪声信号,并根据齿轮状态分为6类。然后,使用Log-Mel谱的方法提取噪声信号语谱图。考虑到效率卷积神经网络(EfficientNet)对齿轮故障语谱图特征提取能力不足等缺点,在EfficientNet的基础上,结合分组卷积改进的GE-GCNet和DSCConv,提出一种高性能的齿轮故障诊断模型GGD-EfficientNet。实验表明:所提方法能在齿轮箱故障齿轮语谱图数据集下准确率达到99.7%。所提模型能从数据集中对故障类型进行有效分类,可有效帮助诊断齿轮箱中齿轮故障。

关键词： 黏塑性   POM齿轮   啮合刚度   传递误差  

摘要： 为揭示负载、修形和温度对聚甲醛(POM-POM)齿轮副啮合特性的影响,建立热弹-黏塑性材料本构的POM-POM齿轮副3维有限元接触模型;结合POM材料的温度-模量效应,开展温度-应力顺序耦合的稳态热分析,并与POM-POM齿轮副温度服役测试结果对比;在稳态热分析基础上,进行完全耦合瞬态热接触分析,并将瞬态温升与Blok温度结果对比;通过齿根应变试验,验证不同负载工况下齿根应变计算的有效性。结果表明:齿轮副的稳态温升呈现齿根高、齿顶与端面较低的分布规律,并随负载增大而上升;通过试验对比得到,有限元计算齿轮稳态温升与试验结果一致,且瞬态温升与Blok公式结果一致;POM-POM齿轮副仿真齿根应变位于试验测试应变误差带内,表明考虑温度-模量效应的热弹-黏塑性材料本构能够表征POM塑料齿轮的热学特性和力学特性。此外,POM-POM齿轮副传动过程中出现啮合线延长且偏离理论位置,且温度对啮合线影响较小。齿面修形可降低其啮合线长度,但不能改善其偏转程度;啮合角在啮入和啮出时会出现较大的变化,温度使其啮合角在双齿啮合区域上升约1℃。啮合刚度与负载相关,随着负载增加,啮合刚度下降且重合度上升。同等条件下,POM-POM齿轮副的传递误差幅值约是金属齿轮副的10倍,且温度使传递误差幅值上升约39%,齿面修形可降低24%左右的传递误差幅值。