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机械传动

机械传动 机械传动

ISSN:1004-2539

CN:41-1129/TH

出版周期：月刊

主管单位：中国机械工业联合会

主办单位：中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司，中国机械工程学会，中国机械通用零部件工业协会

电话/传真：0371-67710817

E-mail：jxcd1977@foxmail.com

地址：郑州市科学大道149号

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Volume 49 期 5，2025 2025年49卷第5期

  • 理论研究

    孔瑞杰, 孙月海, 王明阳

    DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.05.001
    摘要：目的针对线接触弧齿锥齿轮传动中轮齿温度变化导致的啮合传动问题，为揭示线接触弧齿锥齿轮啮合传动中的稳态本体温度分布及热变形规律，开展了考虑轮齿摩擦生热和对流换热的轮齿有限元仿真研究。方法首先，依据线接触弧齿锥齿轮加工齿面模型建立了齿轮副的三维模型；其次，基于该三维模型，结合摩擦学和传热学理论，给出轮齿各表面的热边界条件，求解了线接触弧齿锥齿轮传动中的热载荷；再次，建立单个轮齿稳态本体温度场有限元分析模型，获得了其稳态本体温度场分布，以及转速、转矩、环境温度对温度场的影响规律；最后，将所得温度场结果作为体载荷对齿轮结构场进行加载，进行热-结构间接耦合分析，获得了单齿热变形情况。结果结果表明，主动轮温度高于从动轮，且均在齿面靠近大端处形成高温区；齿面最高温度随着转速、转矩和环境温度的升高而增大，但分布无明显变化；轮齿受热呈整体膨胀变形，齿面法向热变形分布不均，且齿顶较齿根处变形大。  
    关键词：线接触;弧齿锥齿轮;本体温度场;热变形;有限元分析   
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    更新时间：2025-05-15

    罗天洪, 黎朝阳, 马翔宇, 付强, 方尚晨

    DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.05.002
    摘要：目的考虑柔性膝关节运动轨迹跟踪误差及柔顺性对关节运动的影响，提出了一种基于人工势场（Artificial Potential Field, APF）的自适应阻抗控制方法去改善柔性膝关节的运动轨迹和柔顺性。方法该方法以气动人工肌肉为动力源，通过建立人机交互力矩与膝关节运动角速度之间的动力学模型，可实时调整阻抗控制参数的大小，从而实现外骨骼膝关节与人体腿部运动的跟随；采用APF理念对控制参数进行优化，提升运动跟随效果，并通过仿真和试验以验证该算法的有效性。结果研究结果表明，所提出的基于APF的自适应阻抗控制方法可使外骨骼自适应地跟踪人体运动轨迹，并能减小轨迹跟踪的误差，从而改善柔性膝关节控制的柔顺性，提高系统的人机协同性。  
    关键词：阻抗控制;柔性膝关节;自适应;人工势场   
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    更新时间：2025-05-15

    申会鹏, 李行雨, 张天宇, 邱俊, 范家爽

    DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.05.003
    摘要：目的工程应用中，变桨轴承包含数百对滚动体和滚道的非线性接触，受力状况复杂，完整实体模型分析困难。为了更精确地描述变桨轴承运动、受力特点及滚动体载荷应力分布规律，对滚动体和滚道之间的等效方式进行了研究。方法以5 MW级风力发电机组三排圆柱滚子轴承为研究对象，首先，建立考虑螺栓连接的叶根-轴承-轮毂整体物理计算模型，采用赫兹接触理论计算非线性弹簧单元刚度进而模拟滚动体变形情况，建立滚动体-滚道之间的接触力学关系；其次，将螺栓等效、接合面摩擦接触纳入实际计算，对轴承结构性能进行分析研究；最后，采用所建立的物理计算模型对变桨轴承进行了承载能力分析。结果结果表明，通过轴承最大接触载荷值与NREL的经验公式理论值的对比，发现误差小于5%。该方法具有一定的工程实用价值，可为风力发电机组变桨轴承的合理设计和制造提供参考和依据。  
    关键词：风电机组;变桨轴承;接触载荷;非线性弹簧单元   
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    更新时间：2025-05-15

    刘士攀, 陈晓霞, 邢静忠

    DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.05.004
    摘要：目的为揭示负载状态下齿圈结构参数对最高负载应力的影响规律，为齿圈强度设计提供理论指导，提出了柔轮齿圈负载应力计算方法。方法依据负载工况下柔轮长轴啮合区齿体受载情况，将齿体等效为考虑齿根倒圆的变截面梁模型，研究了不同负载转矩下齿间最大啮合力在齿槽处产生的附加弯曲应力与最高装配应力叠加得到的齿圈最高负载应力表达，分析了齿圈壁厚、齿根倒圆半径和槽宽比等参数对最高负载应力的影响；建立有限元模型，对装配和负载应力理论解进行了数值验证。结果结果表明，齿圈最高负载应力随壁厚先急剧降低后缓慢增加，最佳齿圈厚度系数随负载的增大而增大；柔轮齿圈最佳齿根倒圆半径范围为0.6m~0.7m；最佳槽宽比随负载转矩的增大而减小。  
    关键词：谐波齿轮;接触区;装配应力;负载应力;有限元分析   
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    更新时间：2025-05-15
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