关键词： 人字齿轮   参数化建模   SolidWorks  

摘要： 【目的】人字齿轮是工程应用中重要的传动零件,结构相对复杂,本研究通过SolidWorks二次开发设计人字齿轮参数化建模系统,以期提高人字齿轮建模的效率和精度。【方法】根据范成法齿轮加工原理,建立渐开线轮廓曲线的数学模型,并基于VB平台,通过调用API程序对SolidWorks进行二次开发。【结果】建立人字齿轮参数化建模系统,实现了人字齿轮模型建立的便捷性。【结论】简化了人字齿轮建模过程,提高了绘图效率,研究成果为渐开线类齿轮零部件的计算机辅助设计提供了一定的参考。

关键词： 光整技术   抗疲劳性能   风电齿轮   疲劳寿命  

摘要： 抗疲劳制造是一种先进制造技术,也是一种新制造理念,无不遵从“无应力集中”抗疲劳概念,无不采用降低应力集中的抗疲劳设计方法和制造技术。光整技术作为抗疲劳制造的新型加工技术之一,该技术在航空航天、汽车行业等领域应用较广,但对于大型船舶、风能发电、冶金等行业的应用研究仍处于起步阶段,而该领域齿轮多采用大型硬齿面齿轮。为提升零件性能,对光整技术在大型硬齿面齿轮加工中的应用进行研究,选取风力发电增速齿轮箱关重件齿轮进行研究,探寻光整加工对齿轮抗疲劳性能的影响。以风电齿轮为研究对象,进行光整试加工。经试验表明,光整后零件表面沟壑状纹理明显改善,粗糙度提升1.5个等级,齿面压应力值有大幅度提升,耐磨性增强,有效地缓解应力集中,进而提高零件疲劳寿命。

关键词： 海上风电   齿轮箱   在线监测   激光测振  

摘要： 海上风力发电机组的运维受潮汐、台风和团雾等海况影响,维护难度大,作业时间短。风电齿轮箱是海上风力发电机组重要的传动机构,其可靠平稳运行对海上风力发电的安全性和经济性起着至关重要的作用。基于激光测振技术,搭建海上风电齿轮箱在线监测系统,结合齿轮箱的结构组成和故障特征研究现场测点分布,阐述振动信号分析方法,为海上风电齿轮箱的运行状态的判断和潜在故障的预警提供了技术支撑。

关键词： 微机电系统(MEMS)   压电薄膜超声换能器   声发射   声阻抗匹配   齿轮故障检测  

摘要： 声发射传感器广泛应用于装备实时健康检测,而传统使用的压电陶瓷换能器存在体积大、能耗高、难集成及成本高等问题,因此设计了基于ScAlN的六边形压电薄膜声发射传感器。该传感器的体积为Φ18 mm×6 mm,在40~500 kHz带宽内,其表面波和纵波灵敏度均高于60 dB[Ref.V/(m/s)]。通过匹配层设计和封装后,搭建了齿轮故障检测系统,能有效区分正常齿轮和断齿信号。测试结果表明,基于微机电系统(MEMS)的压电薄膜声发射传感器可同时兼顾高灵敏度和微型化,在齿轮故障诊断方面具有较高的可靠性和准确性。

关键词： 油液分析   数据清洗   特征优选   集成学习   油品状态识别  

摘要： 针对传统齿轮箱油液分析方法存在的精度低和泛化能力有限的问题,提出一种基于PCA特征优选和AdaBoost集成学习的齿轮箱油品状态识别方法。首先,通过箱型图和smote插值对油液多参量数据进行清洗以提高油液数据的质量;其次,采用PCA进行油品特征优选,获取有助于识别的油品特征优选子集,在有效融合油液多参量信息的同时,可显著降低模型运行的时间复杂度;然后,利用BP神经网络建立油品状态识别基本模型,引入GWO灰狼优化算法对模型进行优化,构建具有最优初始权值与阈值的弱分类器GWO-BP,同时采取自适应提升AdaBoost算法组合多个弱分类器GWO-BP,集成为较强鲁棒性的强分类器。最后利用实验进行验证和分析,实验结果表明,所提方法效果最优,平均识别率99.30±0.16%,平均用时32.77±1.27 s,能够快速高效、准确识别出齿轮箱润滑油油品状态,为实现在线齿轮箱的油品状态识别奠定了良好基础,具有重要的工程应用价值。

关键词： 齿轮轴   疲劳开裂   非金属夹杂物  

摘要： FM8T钢齿轮轴在使用中早期开裂。对开裂的齿轮轴进行了断口分析、金相检验、硬度测定和化学成分分析。结果表明:FM8T钢齿轮轴有效硬化层深度偏浅,且表层有非马氏体组织,承载性能下降;有严重的非金属夹杂物,力学性能较差。这两个因素导致了齿轮轴扭转疲劳开裂。

关键词： 行星齿轮系统   工况参数   热变形   齿侧间隙  

摘要： 针对不同工况条件下,行星齿轮系统的齿侧间隙因热变形所发生的改变,提出一种包含内啮合副热变形的行星齿轮系统齿侧间隙改变量理论计算模型。利用ANSYS Workbench稳态热-结构耦合场对所提出的模型进行验证,获得不同工况下的稳态温度场数据。基于所提出的模型并结合稳态温度场数据,分析变转速、变扭矩以及恒功率3种工况下,行星齿轮系统齿侧间隙随工况参数的变化规律,可为行星齿轮系统的动力学分析提供理论依据。

关键词： 不对称齿距偏差   人字齿轮   大周期   轴向窜动量   三维振动特性  

摘要： 为了揭示不对称齿距偏差对人字齿轮传动的影响,提出了一种不对称齿距偏差人字齿轮大周期的承载接触分析方法,得到人字齿轮副大周期的综合啮合刚度、轴向窜动量、综合啮合误差和左右侧斜齿轮副大周期的啮入冲击力。建立了不对称齿距偏差人字齿轮的动力学模型,对比了不同负载、不同转速下人字齿轮副的动态响应,分析了不对称的啮入冲击对左右侧斜齿轮副动态响应的影响。结果表明:不对称齿距偏差人字齿轮三维振动位移的频谱中,轴频成分最为明显,啮合频率及其倍频相对较小。端面振动加速度频谱中啮合频率及其倍频较为明显,且在啮合频率及其倍频两侧分布着一系列边频带。随着负载的增大,三维振动位移和三维振动加速度的频谱中,啮合频率及其倍频的幅值逐渐增大,而边频带成分的幅值逐渐减小。随着小轮转速超过共振转速,不对称的啮入冲击力对人字齿轮传动系统的三维振动加速度逐渐起主导作用,此时左右侧斜齿轮副的三维振动特性差别较明显。

关键词： 行星齿轮   挤压成形   模具磨损   加热温度   挤压速度   摩擦因数  

摘要： 针对企业需求,对行星齿轮及其挤压成形工艺进行研究。使用DEFORM软件建立了车用行星齿轮的三维模型,并通过有限元仿真模拟分析了坯料加热温度、模具预热温度、挤压速度和摩擦因数等对齿轮成形质量和模具磨损的影响,发现齿轮破坏程度和模具磨损值受挤压速度和摩擦因数的影响较小。以减小齿轮破坏和模具磨损为优化目标,采用正交试验设计和Box-Behnken响应面试验设计方法,结合DEFORM仿真结果和Design-Expert 8软件进行了试验方案优化,并建立了相应的二次响应函数。最终,通过MATLAB软件和NSGA-II遗传算法进行了多目标优化,确定了最佳工艺参数组合,并成功优化了行星齿轮挤压成形工艺,提高了生产效率和模具寿命。

关键词： 齿轮故障   声波诊断   时频谱图   YOLOv5s算法   GSLDN算法  

摘要： 齿轮箱是机械装置的主要部件之一,其中的齿轮因为长期在复杂环境中工作而容易产生故障。利用声波图谱的方式来对齿轮箱故障进行诊断有着无需停机、非接触式的优点。因此,如何提高声波图谱方法的故障诊断效率和诊断精度尤为重要。对采集到的齿轮箱声学信号进行小波变换从而得到时频谱图。提出了一种以MobileNetV3为骨干网络(backbone)进行特征提取,使用改进单次检测器(SSD)进行特征检测的轻量化故障特征诊断网络GSLDN。利用GSLDN识别时频谱图的故障特征,依据转动构件运动原理提出了告警判别模型。通过工程实例分析,对比了YOLOv5_S特征检测模型与GSLDN的识别精确度和运行效率,发现GSLDN有着近似于YOLOv5_S的识别精度,但在参数量和运行时间上大幅度降低。所提出的GSLDN以及告警判别模型能够保证信噪比在大于-7.33 dB时仍然能够准确判断故障发生。