最新刊期
      2016 年 第 12 期

        理论研究

      • 彭景阳,王文格
        2016, 40(12): 1-5. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.001
        摘要：采用多轴同步伺服驱动技术替代传统机械传动技术是复杂包装机械的一个发展趋势,针对包装过程中执行端高速往复的运动要求,提出了一种利用电子凸轮驱动多杆机构的设计方法。重点论述了电子凸轮的曲线规划方法,采用NURBS曲线方法建立凸轮运动的数学模型,得到平滑的凸轮运动曲线。仿真及实验表明,采用NURBS曲线拟合方法满足速度、加速度以及多轴同步要求,保证推送运动平稳无冲击,同时提高输出柔性。  
        关键词：电子凸轮;NURBS曲线;同步控制   
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        发布时间：2022-10-20
      • 徐向阳,杨望,刁鹏,陶友传
        2016, 40(12): 6-11. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.002
        摘要：针对构件浮动对重载行星轮系统行星轮载荷影响问题,以某大型风电行星齿轮系统为研究对象,建立多浮动体行星齿轮系统的有限元分析模型并进行分析。分析当行星架支撑刚度、行星轮误差变化及太阳轮浮动、行星架浮动、以及外载荷变化情况下的行星轮均载变化趋势。结果表明,当系统中采用太阳轮与行星架同时浮动时,系统均载性能最好,在系统误差一定的情况下减小浮动支承件刚度和增大输入载荷能提高行星齿轮系统均载性能,并在均载试验台上对多浮动行星齿轮系统在外载荷及行星架支撑刚度变化时的均载情况进行了试验验证。  
        关键词：多浮动体;行星轮系;有限元模型;动态均载   
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      • 蒋玲莉,华登荣,李学军,王平
        2016, 40(12): 12-16. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.003
        摘要：传动系统是直升机关键核心部件,对其开展虚拟仿真分析与动力学特性研究,在其全寿命周期各个阶段均具重要作用。通过CATIA软件建立直升机传动系统三维实体模型,进行了典型工况下的载荷计算,在ADAMS环境下建立整个传动系统的虚拟样机模型。对模型进行了运动仿真分析,提取并分析了主要啮合齿轮对角速度、啮合力的时频域曲线,仿真结果与理论计算值相吻合。为直升机传动系统结构优化设计及疲劳预测寿命分析等提供模型和理论基础。  
        关键词：直升机;传动系统;虚拟仿真;动力学特性   
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      • 杨许,潘春梅,王良文,宋康康
        2016, 40(12): 17-22. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.004
        摘要：针对步行机器人在实际运动中存在的运动误差问题,在介绍仿爬行类机器人Mini Quad-Ⅰ结构的基础上,建立了该类机器人的几何参数模型。讨论了该类四足步行机器人参数误差与结构尺寸及运动轨迹误差的关系,对该类机器人运动学的标定模型进行了详细研究。通过测量机器人在给定轨迹下运动时,机体位姿的变化及各关节运动角的实际运动角,对机器人的结构参数进行标定。开发了标定参数的自动计算系统,并以实例进行了说明。为建立机器人的相对精确控制模型奠定了基础。  
        关键词：四足步行机器人;运动误差;运动学参数;标定模型   
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      • 王全胜,张明柱,白东洋,尹玉鑫,郝晓阳
        2016, 40(12): 23-26. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.005
        摘要：为了实现装备多段液压机械无级变速器（HMCVT）拖拉机按目标速度行驶的控制,对装备多段HMCVT拖拉机的模糊自适应PID控制进行了研究。基于Matlab/Simulink平台建立了装备多段HMCVT拖拉机传动系统动力学模型和模糊自适应PID控制模型。根据实际车速和设定车速的实际偏差采用模糊控制的方法自动整定PID控制参数,从而达到车速控制的目的。在拖拉机动力学模型上对模糊自适应PID控制仿真并与PID控制仿真对比,结果表明装备多段HMCVT拖拉机的模糊自适应PID控制具有更强的自适应能力和鲁棒性。  
        关键词：多段HMCVT;模糊自适应PID控制;自适应能力;鲁棒性   
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      • 张兰春,刘森,汪伟,沈宏生,王杉峰
        2016, 40(12): 27-31. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.006
        摘要：全电调节无级变速器（EM-CVT）采用单电机作为动力源,通过控制电机转角实现速比调节。从提高EM-CVT速比控制系统稳定性和控制精度出发,设计了粒子群优化模糊PID速比控制策略;建立模糊PID速比控制器的模型,引入粒子群优化算法优化模糊PID控制器中的因子,实现速比控制系统的优化。仿真结果表明,采用粒子群优化模糊PID控制系统,可以提高系统的控制精度,改善速比跟踪性能。  
        关键词：全电调节无级变速器;粒子群优化算法;模糊PID;速比控制   
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      • 于贺,李洪儒,孙健,许葆华
        2016, 40(12): 32-37. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.007
        摘要：针对滚动轴承故障信息易被不确定性随机噪声湮没的问题,提出了基于LFK的滚动轴承信号降噪预处理方法。首先,通过局部特征尺度分解对信号进行分解并提出熵值差分谱对分量进行筛选重构;然后,对重构信号中可能存在的残余噪声,采用快速峭度图算法进一步滤波降噪,一定程度上去除了噪声的干扰;同时也较好地保留了故障特征信息。最后,利用仿真信号和滚动轴承内圈故障信号验证了该方法的有效性。  
        关键词：局部特征尺度分解;熵值差分谱;快速峭度图;去噪;滚动轴承   
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        发布时间：2022-10-20
      • 宋中越,李海洋,马姣姣,甄冬,师占群,沈昭仰
        2016, 40(12): 38-41. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.008
        摘要：在风力发电机齿轮箱故障诊断中信号采集是故障分析诊断的前提条件,同时也是必要条件,目前最为成熟的方法为振动信号分析方法,而由于齿轮箱内部结构不能破坏等原因导致振动传感器只能安装在齿轮箱外壁,齿轮箱外壁传感器位置布置的优劣会直接影响诊断精度;为此,采用免疫算法解决风机故障诊断中传感器测点布置的问题,构建齿轮箱振源坐标系,计算振动传输的最佳采集路径,确定最佳测点,实现了传感器测点的优化布置,为传感器布置提供了有效的方法。  
        关键词：免疫算法;传感器测点;优化布置;风力发电机   
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      • 魏伟,杨光,王思宇
        2016, 40(12): 42-47. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.009
        摘要：针对齿背啮合冲击引起传动效率、平稳性降低以及振动、噪声加大等问题,考虑齿轮误差、轮齿变形和齿侧间隙,研究齿轮啮合过程中齿背啮合机理。基于有限元动态接触模型,对齿轮啮合特性进行仿真,研究转速和负载对齿背啮合的作用效应。结果表明,一定的转速与负载下,出现轮齿正常啮合与齿背啮合交变;主动轮转速的增大会使齿背啮合冲击加剧,从动轮负载一定幅度内的增大会使得齿背啮合冲击有所减弱。齿背啮合发生时,正常啮合齿对的接触力在零与峰值之间振荡,实际齿轮啮合呈现"正常啮合-脱啮-齿背啮合-正常啮合"规律性的变化。该研究对于齿轮系统的减振与降噪设计具有一定的参考意义。  
        关键词：齿背啮合;动态接触;啮合冲击;脱啮;接触力   
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      • 宋斌
        2016, 40(12): 48-51. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.010
        摘要：针对渐开线圆柱齿轮传动,建立了齿轮传动系统的啮合分析模型,对系统啮合特性进行了求解分析。研究了压力角对齿轮副啮合滑移系数、齿根应力、啮合印痕、齿面最大接触压力以及啮合刚度变化率的影响规律。结果表明,随着压力角的增加,齿轮的弯曲、接触强度以及抗胶合性能均得到提升,但压力角超过25°后齿轮强度提升不明显;随着压力角的增加,齿根应力不断减小,但压力角超过25°后,齿根应力略有提升;增大压力角会使齿轮副的总重合度减小,但能改善齿轮副的接触印痕及啮合刚度变化率等啮合特性。研究结果对渐开线圆柱齿轮压力角参数选择与设计具有重要指导意义。  
        关键词：渐开线齿轮;压力角;啮合特性;参数分析   
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      • 靳敏
        2016, 40(12): 52-56. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.011
        摘要：面齿轮传动作为一种特殊的锥齿轮传动,在分流-汇流传动方面有着无可比拟的优势。通过对正交直齿面齿轮传动过程的建模仿真,利用正交实验法,并通过回归的手段建立了可用于面齿轮和小齿轮的接触应力和弯曲应力计算的强度模型。  
        关键词：面齿轮;强度;有限元分析;正交试验;回归   
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        发布时间：2022-10-20

        设计计算

      • 唐敬来,邓斌,王国志,于兰英
        2016, 40(12): 57-60. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.012
        摘要：在外啮合齿轮泵工作过程中,由于困油压缩产生高压,形成阻力矩,从而会产生一定的搅油损失。为了确定这部分损失的大小,提出了通过困油压力预测齿轮泵搅油损失的计算方法。利用FLUENT软件的动网格技术对某型号外啮合齿轮泵进行了二维的仿真计算,分析了一个困油周期内搅油损失随转速、工作压力的变化情况。结果表明,搅油损失主要受到困油压力的影响,并随着转速和工作压力的增大而增大,其大小占输入功率的0.43%5.26%。  
        关键词：外啮合齿轮泵;搅油损失;动网格;困油压力   
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      • 张瑞,武志斐,王铁,颜天晓,吴平安,乔金维
        2016, 40(12): 61-64. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.013
        摘要：高精度齿轮加工必须考虑加工误差对啮合质量的影响。根据齿轮接触分析基本原理,利用Matlab软件实现了渐开线圆柱斜齿轮的接触仿真,得到齿面接触迹线和传动误差曲线。通过对比不同滚刀安装误差下的齿轮传动误差曲线,进行了传动误差对不同安装误差的敏感性分析。通过该研究方法将滚刀安装误差与齿轮啮合质量联系起来,可为后续的精加工提供依据。  
        关键词：传动误差;齿面接触分析;加工误差;斜齿轮   
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      • 王晓军,李晓贞,叶闻
        2016, 40(12): 65-68. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.014
        摘要：为实现硬齿面面齿轮加工,促进面齿轮在航空齿轮传动中的应用,对面齿轮的磨齿加工方法展开研究,并研究了磨齿加工过程中的蜗杆砂轮设计方法及磨损蜗杆砂轮的修整方法。根据面齿轮、蜗杆砂轮及媒介齿轮的啮合关系,建立了啮合关系坐标系;结合媒介齿轮的齿廓方程和坐标转换关系,应用包络原理,推导出蜗杆砂轮和面齿轮的齿廓方程,得到蜗杆砂轮和面齿轮的加工方法;通过数值计算方法,对面齿轮和蜗杆砂轮的齿廓进行仿真,应用三维软件建立三维模型;对蜗杆砂轮的修整原理和修整方法进行研究,并对修整过程进行仿真,为面齿轮磨齿加工奠定了基础。  
        关键词：面齿轮;蜗杆砂轮;修整   
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      • 刘旭东
        2016, 40(12): 69-72. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.015
        摘要：设计完成了一种机械式按摩手,该手的大拇指关节采用舵机驱动,而4个手指的关节则采用气动变胞机构来驱动,在对人体按摩的过程中有较高的柔性,从而很好地达到了按摩手所必须具备柔性的这一重要技术指标,完成了该按摩手按摩捏动作的运动分析。该按摩手在医学按摩领域应该有良好的应用前景。  
        关键词：变胞机构;医学按摩;驱动关节;按摩手;舵机   
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      • 王慧敏,吴训成,张延杰
        2016, 40(12): 73-77. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.016
        摘要：基于齿轮啮合原理,利用UG建立精确的三维齿轮参数化模型,依据接触分析理论建立了五齿对有限元模型,并采用ANSYS Workbench对简化模型进行接触分析。改变传统的经验修形方法,根据有限元分析结果利用KISSsoft对齿轮修形参数进行优化。以齿面接触强度、传递误差等为优化目标得到最佳修形量,最后通过ANSYS Workbench验证修形效果。  
        关键词：齿轮;接触分析;修形优化;KISSsoft   
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      • 冯占宗,魏来生,阴运宝,房强,贺力朋
        2016, 40(12): 78-81. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.017
        摘要：分析了平面钢球传动机构用作增速器的可行性。通过建立啮合副动力学模型,分析了单个啮合副的自锁机理及其影响因素。研究表明,增速传动时每个啮合副都会在一定区域内发生自锁,但平面钢球传动具有多齿啮合、自锁啮合副相位不同等特点,通过齿廓修形等措施,可实现平面钢球机构增速传动。  
        关键词：增速机;平面钢球;活齿传动;自锁机理   
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      • 尹文锋,李黔,尹虎,马小石
        2016, 40(12): 82-84. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.018
        摘要：应用ADAMS及ANSYS软件分别建立钻杆排放机械手运动仿真模型及有限元模型,对机械手进行运动仿真及强度分析。结果表明:机械手前爪运动轨迹近似水平,且无速度波动满足移动钻杆工作的平稳性要求;当前爪受到线性水平载荷时,液压泵载荷随位移增加而增加,超过一定行程后载荷急剧增大;当机械手在极限位置承受最大载荷时,后臂、前臂受力最大,危险区集中在铰链孔附近。分析结果为钻杆排放机械手的工作性能评价及结构优化提供了参考。  
        关键词：机械手;Adams;运动仿真;ANSYS;强度分析   
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      • 方振江,华青松,马文勇,陈涛,刘作辉,张芹
        2016, 40(12): 85-88. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.019
        摘要：功率分流技术和柔性销技术是大功率风机增速齿轮箱的关键技术,通过对一种风电齿轮箱的分析,提出了功率分流各传动部件的转速和转矩以及柔性销零件参数的计算方法,并结合仿真分析验证了此方法的正确性。  
        关键词：风电齿轮箱;功率分流;柔性销   
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      • 曹卫,刘杜龙,查文炜,陈仙宗
        2016, 40(12): 89-91. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.020
        摘要：运用Mathcad对格栅式圆笼滤尘器传动中不同齿数下吸臂导通重合点的分布进行分析,从180°sin x和180°sin（0.75x）在-30和30区间内的函数图像,发现现有设计中齿轮传动比不合理,进而寻找重合度高的匹配齿轮,为提高十字轮换机构吸臂传动效率提供理论基础,以此进行齿轮传动比优化。从而可以增大滤尘器粉尘处理量和除尘效果,减少能耗,同时节约了运行成本。  
        关键词：圆笼滤尘器;十字轮换机构;传动比;优化   
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      • 王沁军,吴志光
        2016, 40(12): 92-95. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.021
        摘要：将优化数学理论与MATLAB软件相结合,以双圆弧圆柱齿轮传动为研究对象,进行优化设计。优化中以传动中心距和齿轮体积最小为目标函数,提出边界和强度约束条件,对计算系数进行取值构建出优化数学模型,编写优化计算程序,利用fmincon和bnb20函数对其进行优化求解,得到优化方案,与初始设计方案相比,新设计方案传动中心距减小24%,齿轮体积减小27%,优化效果明显,可为设计选型提供必要参考。  
        关键词：双圆弧圆柱齿轮;传动优化设计;MATLAB计算编程   
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        发布时间：2022-10-20
      • 许树新,叶斌,范成岩,孟繁忠
        2016, 40(12): 96-100. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.022
        摘要：汽车发动机配气正时机构的噪声是发动机机械噪声的主要来源之一,直接关系到发动机的动力性能。通过发动机缸盖反拖系统试验台,进行了润滑油温度、润滑油压力、曲轴转速等在不同交叉组合条件下的噪声特性测试,提出了获取正时传动噪声特性的新的试验手段和方法,试验过程专注于正时传动链条以及凸轮轴的机械噪声,与其他形式的链传动噪声试验相比,更加接近于正时链系统实际运行的工况。研究表明,通过改变张紧器油压和润滑油温度能够有效降低正时传动系统整体噪声水平,对正时传动系统的研发具有重要参考价值。  
        关键词：汽车发动机;正时链;噪声特性;试验研究   
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        发布时间：2022-10-20

        试验分析

      • 陈青兰,江平,胡泽华,唐进元
        2016, 40(12): 101-105. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.023
        摘要：以某直齿轮-锥齿轮二级传动系统为对象,研究系统中的直齿锥齿轮动态传动误差测量、动态传动误差与齿轮传动振动之间的关系。构建直齿锥齿轮传动高速动态传动误差测试系统,研究得到高速情况下的相关测量技术,测得高速直齿锥齿轮传动动态传动误差曲线。采用滤波、频谱分析等信号处理方法分析测量的动态传动误差数据,得到高速直齿锥齿轮传动动态性能参数,与箱体对应部位测得的振动信号数据进行对比。研究结果表明,直齿锥齿轮的动态传动误差以轴频分量为主;直齿锥齿轮传动误差低频分量随转速变化大;动态传动误差与齿轮支撑轴承处的振动加速度在反映齿轮的动态特征时具有一致性。  
        关键词：高速;直齿锥齿轮;传动误差;测试分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张华,陈建飞,杨建军,李天兴,李聚波
        2016, 40(12): 106-110. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.024
        摘要：在实际生产中,有很大一部分传动比大并且大轮的节锥角在60°以上的弧齿锥齿轮副,其从动大轮可以考虑采用精锻工艺生产,小轮采用常规铣齿工艺与大轮相配。根据以上加工方法,设计具有良好啮合性能的齿面加工参数,并根据该加工参数创建齿轮副的精确三维模型,本模型可以用于制作弧齿锥齿轮的精锻大轮模具。以一对弧齿锥齿轮为例,完成了大轮的精锻工艺试制,以及小轮的铣齿配对试验。试验结果表明,精锻大轮的齿距误差精度可以控制在78级,小轮通过铣齿加工与精锻大轮相配,齿面接触区良好。本工艺可以大幅度的提高弧齿锥齿轮的生产效率,降低能耗,增大齿轮副的整体强度,具有广阔的应用前景。  
        关键词：弧齿锥齿轮;三维模型;精锻;加工试验   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陈忠伟,卢宁,杨建伟
        2016, 40(12): 111-116. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.025
        摘要：齿轮箱是城市轨道列车的重要传动设备,针对由箱体振动导致的齿轮箱体易破坏的问题,通过Creo软件对箱体及传动部件进行三维建模,然后利用Workbench中的模态分析模块对齿轮箱装配体进行有限元分析,再通过试验模态来验证理论模态方法的结果,并通过对箱体的谐响应分析及随机振动分析获得齿轮箱的动态响应规律。分析结果表明,理论及试验模态固有频率及阵型结果相近,验证了通过有限元法获得模态的有效性,而模态分析结果显示应通过调整齿数或电机频率来调整齿轮啮合频率以避开共振现象。而谐响应分析结果同样表明,齿轮箱在500 Hz左右有较为明显的振动响应,显示了与模态分析结果的一致性。随机振动分析结果则表明齿轮箱结构设计合理,能够对外部激励有良好的振动响应。基于以上分析结果,提出调整运行策略及优化箱体结构设计以避开共振效应。  
        关键词：箱体振动;三维建模;模态分析;谐响应分析;随机振动   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陈勇将,汤文成
        2016, 40(12): 117-122. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.026
        摘要：为了分析高速下滚珠丝杠副的振动特性,以端块式滚珠丝杠副为研究对象,考虑螺母移动下的动态特性,建立了滚珠丝杠副的振动模型。首先基于可考虑螺母滚道与丝杠滚道接触界面润滑作用的刚度和阻尼矩阵,建立了柔性滚珠丝杠副的混合模型;其次在滚珠丝杠振动与噪声测试实验台上对振动数据进行了采集与分析;最后利用振动模型并结合实验,分析了不同转速和螺母位置的改变对其振动的影响。分析结果表明,螺母在整个振动系统中扮演着移动支撑的角色,螺母的移动对滚珠丝杠副的振动特性有显著影响。  
        关键词：滚珠丝杠副;刚度与阻尼;振动模型;经验分解   
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        发布时间：2022-10-20
      • 吴文轩,马维金,张纪平,王俊元
        2016, 40(12): 123-126. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.027
        摘要：为了分析判断某变速箱壳体的性能,以该型号汽车变速箱壳体为研究对象,采用实验模态分析技术的研究方法,对变速箱的壳体与成品进行实验模态分析,提取该变速箱壳体与成品的实验模态参数,实验结果表明,在1 500 Hz以下,空壳变速箱与成品变速箱各阶模态振型相互对应,模态频率在一定频带范围内有着较小的变化,成品变速箱模态的阻尼比要大于空壳变速箱的阻尼比,这为后续变速箱壳体的研究提出修改建议提供重要的技术支持。  
        关键词：变速箱壳体;变速箱成品;实验模态;对照分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李伟伟,王俊元,马维金,张纪平,陈剑伟
        2016, 40(12): 127-130. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.028
        摘要：汽车齿轮变速箱是汽车重要的变速传动装置,汽车齿轮变速箱结构形状复杂,存在应力集中现象。应力集中导致的高应力直接影响着变速箱的使用寿命,还可能使箱体发生开裂。针对汽车齿轮变速箱壳体进行了静态转矩加载试验,测得铸铝壳体的应力应变情况,并对箱体关键部位测得的数据进行单向应力分析,找出变速箱壳体在实际工作状态下应力集中的部位。为汽车齿轮变速箱的设计制造等提供重要的试验依据。  
        关键词：变速箱;单向应力;应力集中   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李志刚,王正要
        2016, 40(12): 131-134. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.029
        摘要：针对某火箭炮高低行星减速器,首先应用ADMAS软件建立其刚性动力学模型并通过动力学仿真验证了模型的正确性,又进一步得出了关键部位动载荷的时域与频域曲线;其次建立了减速器箱体的有限元模型,应用LMS Virtual.Lab软件求解出了箱体的强迫振动响应特性,并利用声学边界元方法仿真分析了减速器的噪声特性。为进一步了解该高低减速器的动态特性奠定了基础,也为该减速器开展减振降噪优化设计提供技术支撑。  
        关键词：高低行星减速器;动力学仿真;振动噪声;有限元   
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        发布时间：2022-10-20
      • 莫易敏,谢雄亮,贺宁,韦勇,梁军勇
        2016, 40(12): 135-138. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.030
        摘要：利用汽车后桥传动效率试验台架对某MPV车型后桥传动效率的影响因素进行分析,针对驱动桥的轴承进行深入研究,发现轴承是影响驱动轴传动效率的一个重要因素。分别对驱动桥的轴承摩擦力矩、游隙以及轴承密封进行分析,结果显示,密封圈的摩擦力矩占比达85%以上,是轴承主要的功率消耗。在对轴承游隙的试验研究中发现,适当增大轴承游隙,能够提高后桥传动效率。  
        关键词：驱动桥;轴承游隙;轴承密封;传动效率   
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        发布时间：2022-10-20
      • 韩涛,袁建虎,唐建,安立周
        2016, 40(12): 139-143. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.031
        摘要：提出一种基于多小波变换（MWT）和卷积神经网络（CNN）的滚动轴承智能复合故障诊断方法。对滚动轴承的振动信号进行去除后处理的MWT,得到相应的多小波系数分支;用所得多小波系数分支构造特征图,建立CNN分类器组模型,以实现滚动轴承复合故障的智能诊断。基于人工轴承故障数据集进行了实验研究,同时对诊断方法作了优化改进,即对振动信号进行MWT,用所得多小波系数矩阵构造特征图,建立CNN分类器模型,并进行了对比实验研究。结果表明,该方法能有效识别滚动轴承的复合故障,改进的方法能有效提高故障识别率,降低训练成本。  
        关键词：滚动轴承;智能复合故障诊断;多小波变换;卷积神经网络   
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        发布时间：2022-10-20

        开发应用

      • 赵婷,刘更,张展智,倪江涛,童科伟
        2016, 40(12): 144-147. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.032
        摘要：根据新一代大型运载火箭贮箱箱底纵缝焊接系统的技术要求,设计一套工作平台进给系统。考虑了丝杠螺母副接触面和丝杠两端轴承接触面的柔性和预紧力的影响,建立了整个工作平台进给系统的柔性模态分析的有限元模型。通过10阶模态分析,得到了整个工作平台进给系统的振型和固有频率,未考虑和考虑接触面柔性、预应力影响的二者间最大误差为24.6%。第1阶固有频率对应的临界转速明显高于丝杠的最大转速,不会发生共振。并通过实验测试,验证了该工作台采用双螺母定位预紧方案的合理性和计算方法的准确性,为大型进给平台的设计提供了方法和依据。  
        关键词：运载火箭;预紧力;工作平台;柔性模态;有限元   
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        发布时间：2022-10-20
      • 郑加勉,周海波,黄凯
        2016, 40(12): 148-152. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.033
        摘要：在应用于光器件封装中的六自由度柔性并联运动平台中,柔性铰链的性能是制约运动平台大行程和高精度的重要因素。根据卡氏定理和Lobatto求积公式,建立圆角直梁型柔性铰链力学模型,推导出铰链的柔度矩阵。同时提出了评价柔性铰链性能的参数,即转动能力θ和转动精度σ。在此基础上,计算并分析了圆角直梁型柔性铰链的结构参数L、d、r对其转动能力θ和转动精度σ的影响,并通过有限元分析法进行验证。结果表明,提升L和r、降低d可以提升柔性铰链的性能,为运用于光器件封装的柔性并联运动平台设计提供了有力依据。  
        关键词：柔性铰链;柔度矩阵;转动能力;转动精度;结构参数   
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        发布时间：2022-10-20
      • 许德涛,唐进元,周炜,许永利
        2016, 40(12): 153-158. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.034
        摘要：研制基于扩展有限元方法（XFEM）的齿轮裂纹扩展计算程序,用标准算例验证计算程序准确性。提出裂纹扩展路径与齿轮中心的距离作为轮齿/轮缘断裂的评判指标,研究轮缘厚度、腹板厚度、腹板圆孔大小及位置对直齿轮齿根裂纹扩展路径的影响,计算结果表明,轮缘厚度的减小导致了齿根裂纹扩展路径整体地朝齿轮中心方向移动,增加了轮缘断裂的可能性;腹板厚度的减小导致齿根裂纹扩展路径整体地朝齿轮中心方向移动,增大了轮缘断裂的可能性;腹板圆孔的存在增加了齿轮轮缘断裂的可能性,而且圆孔尺寸越大,轮缘断裂的可能性越大;齿槽正下方可作为腹板圆孔的优选位置。  
        关键词：扩展有限元法方法;齿轮腹板结构;裂纹扩展路径;齿根;计算程序   
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        发布时间：2022-10-20
      • 魏冰阳,欧阳鸿飞,周伟光,李玉
        2016, 40(12): 159-163. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.035
        摘要：以煤矿运输减速器、冶金搅拌机减速器的工作条件,开发了一种准双曲面-斜齿圆柱齿轮二级减速器。给出了双曲面齿轮减速器的设计方案,对双曲面齿轮的几何参数进行了优化设计,通过轮齿接触分析对双曲面齿轮的传动性能进行控制。对所开发的样机进行了空载和加载性能试验,获得了减速器温升和噪声数据。试验结果表明,双曲面齿轮减速器的传动性能优良,在实现减速器大传动比、轻量化方面具有明显的优势。  
        关键词：减速器;优化设计;轻量化;轮齿接触分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 周小龙,姜振海,马风雷
        2016, 40(12): 164-168. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.036
        摘要：针对滚动轴承振动信号非平稳性以及故障诊断过程中试验样本总量少的特点,提出一种基于改进希尔伯特-黄变换能量熵和支持向量机相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先,利用改进经验模态将不同状态下滚动轴承的振动信号分解成一系列固有模态函数,并采用敏感模态函数判别算法找出对故障信息敏感的固有模态函数;其次,将敏感模态函数分量的能量熵作为输入建立支持向量机;最后,利用支持向量机对滚动轴承的工作状态和故障类型进行识别。试验结果表明,该方法可有效应用于滚动轴承的故障诊断,为该类信号的故障诊断提供了一种切实可行的方法。  
        关键词：希尔伯特-黄变换;能量熵;支持向量机;滚动轴承;故障诊断   
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        发布时间：2022-10-20
      • 邱海飞
        2016, 40(12): 169-172. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.037
        摘要：针对刚体结构的误差影响,将柔性化建模技术应用于减速器传动系统设计。利用ANSYS平台对各零部件进行有限元建模和模态参数计算,通过MNF文件（模态中性文件）替换的方式实现了减速器的柔性化设计,建立了基于ADAMS/View的柔性化减速器虚拟样机仿真模型。利用Step函数拟合了减速器的驱动转速和转矩负载,实现了柔性化减速器动力学仿真,计算和分析了与实际情况更为接近的仿真结果,如输入输出转矩、加速度、动态载荷及3D频谱,为机械传动系统的柔性化设计与精度分析提供了有力参考和依据。  
        关键词：建模;减速器;传动;Step函数;柔性体;MNF文件   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张超洋,曹巨江,梁金生,史蒂芬
        2016, 40(12): 173-175. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.038
        摘要：在原有圆柱凸轮机构基础上提出了一种大小滚子圆柱分度凸轮机构,利用小滚子销轴的弹性变形来约束机构的轴向可能发生的振动。建立了小滚子销轴的力学分析模型,改变不同的参数条件来分析销轴的变形,并确定在某一条件下的销轴的弹性形变量,获得相关的参数表,为以后机构的精确建模及动力学分析提供依据。  
        关键词：大小滚子分度凸轮机构;模型;弹性变形;分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 邱洪涛,邓基伟,朱全福
        2016, 40(12): 176-177. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.039
        摘要：针对燃气轮机油泵齿轮齿面白亮层的质量问题,通过研究其加工原理和工序间尺寸,调整了磨齿方法和滚齿工序夹具的夹紧方式,提出了优化方案,解决了这个加工难题。  
        关键词：齿轮;渗氮;白层;磨齿;滚齿   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张彩花
        2016, 40(12): 178-183. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.12.040
        摘要：为了帮助患者进行手指康复训练,设计了一种新型手康复机器人。首先对人手食指关节进行建模,并对食指关节的耦合运动进行分析。提出了一种连杆+铰链的组合执行结构,连杆结构可以避免相邻手指间的运动干涉,铰链结构则简化了控制方式。使用钢丝绳传动作为机器人系统的传动方式,使得驱动模块和执行模块分离,减少了手部负载。然后在Por/E中设计康复机器人的三维模型,并将模型导入ADAMS中对该机器人进行运动学仿真。仿真结果表明,各关节角度均可达到食指日常活动所需,所设计的机器人结构满足康复训练的要求。最后分析了钢丝绳传动的力学特性,推算了在任意空间姿态下,钢丝绳中的张力计算公式。  
        关键词：手康复机器人;钢丝绳-绳套传动;连杆+铰链;张力计算   
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