最新刊期
      2016 年 第 7 期

        理论研究

      • 郭建华,褚文雅,李文华,王钰
        2016, 40(7): 1-5. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.001
        摘要：人字齿与直齿同步带相比具有传动精度高、噪声低、运行平稳等特点。同步带传动部分啮合干涉是引起带齿面磨损的主要因素。为了研究部分啮合对人字齿同步带齿面干涉影响,在准静态条件下,利用坐标变换理论建立了部分啮合传动模型。通过对人字齿同步带部分啮合机理研究,建立了同步带部分啮合干涉形态模型,研究了节距差和螺旋角对同步带齿面干涉过程和瞬时干涉形貌的影响。人字齿与直齿磨损实验与计算结果表明,人字齿同步带耐磨损性能更好。  
        关键词：人字齿同步带;部分啮合;干涉;齿面磨损;干涉形貌   
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        发布时间：2022-10-20
      • 崔伟,唐进元,周镇宇
        2016, 40(7): 6-11. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.002
        摘要：基于一种五轴联动数控磨削机床,建立考虑蜗杆砂轮安装误差的真实齿面方程,研究含误差的真实面齿轮齿面和小齿轮齿面轮齿接触分析（TCA分析）,得到面齿轮副齿面接触点轨迹求解方法,TCA分析表明:1切向线性位置误差和轴向线性位置误差会导致齿面沿齿宽和齿高方向发生偏移,而接触点轨迹在齿长方向出现较大偏移。2偏摆角误差导致齿面沿齿长方向发生倾斜,而接触点轨迹沿齿长方向出现较大偏移和倾斜;俯仰角误差会导致齿面沿齿高方向发生旋转,接触点轨迹也同时出现旋转。3面齿轮副齿面接触点轨迹对4项砂轮安装误差都较为敏感。研究为面齿轮设计和制造中的误差溯源以及真实齿面接触分析提供理论参考。  
        关键词：面齿轮;磨削加工;蜗杆砂轮安装误差;真实齿面;轮齿接触分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 侯红玲,邢思,舒林森
        2016, 40(7): 12-15. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.003
        摘要：为了使锥齿轮齿廓更加接近其理论上的球面渐开线,提出锥面渐开线的概念,应用锥面渐开线进行锥齿轮齿廓的设计,即直接在锥面上形成锥齿轮渐开线齿廓;锥面渐开线能够展开在平面上,从而便于锥齿轮的设计制造;利用逆展的方法建立了扇形圆柱齿轮平面渐开线与锥面渐开线之间的映射关系,并推导出了直角坐标系下锥面渐开线的参数方程。应用推导的锥面渐开线方程建立了锥齿轮的齿廓,最终生成了基于锥面渐开线的锥齿轮参数化模型,进行了建模精度的分析,验证了该建模方法的可行性。  
        关键词：锥齿轮;锥面渐开线;参数方程;逆展法   
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      • 吴秋平,李延平,常勇
        2016, 40(7): 16-21. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.004
        摘要：以滚子直动推杆盘形凸轮机构为研究对象,给出机构形态、基本/总体尺寸、尺寸综合问题准确描述和基本思路步骤,构建尺寸坐标系O-r0re、尺寸域尺寸空间Ω（r0,r,e）并离散化-网格化处理,提出4项约束条件和解析表达,采取遍历性方法,通过对单一/归并约束的可视映射,得到相应的边界、解域,再据多目标规划、可视映射,发现揭示出"脊点Piek*/脊线lek/脊面Sback"和"脊底点Pek**/壑底点P***"等重要规律、最优解存在性,系统全面解决了对象机构的尺寸综合问题。  
        关键词：直动推杆;凸轮机构;尺寸综合;可视映射;脊底点;壑底点   
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        发布时间：2022-10-20
      • 严宏志,周腾飞,黄国兵,肖蒙,胡志安
        2016, 40(7): 22-26. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.005
        摘要：根据啮合与成型原理,建立了弧齿锥齿轮齿面方程。采用有限元方法对弧齿锥齿轮进行了加载接触分析,获得了弧齿锥齿轮齿面10个啮合点的接触正压力、相对滑动速度以及摩擦因数。应用传热学原理,在对摩擦热源与热传导参数分析基础上,建立了弧齿锥齿轮啮合非稳态温度场有限元模型,仿真分析了齿轮干运行齿面温度场分布及其随时间变化规律。结果表明,弧齿锥齿轮干运行初始阶段,随着啮合周期的增加,齿面温度急速上升,之后上升缓慢,在温度上升的同时还出现与啮合周期相对应的波动;啮合转速增大使温度急速上升的时间延长,同时转速的增加导致更显著的温度上升。  
        关键词：干运行;弧齿锥齿轮;温度场;有限元方法   
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        发布时间：2022-10-20
      • 叶明,马翔,彭江,李思
        2016, 40(7): 27-32. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.006
        摘要：根据搭载机电控制CVT的混合动力汽车在小附着系数的情况下的动力性要求制定CVT调速策略。汽车启动阶段对电池SOC的分析判定启动模式,在不同启动模式以及加速爬坡工况下通过需求转矩来制定在小附着系数路况下CVT速比控制,通过CVT的速比控制确保汽车在油门全开的情况下汽车没有驱动轮滑转现象。利用MATLAB/Simulink/Stateflow建立调速策略,通过CRUISE搭建整车模型,将控制策略导入到CRUISE中进行仿真。仿真结果表明,制定的调速策略使得汽车在小附着系数的路况下,通过CVT的调速,能够保证驱动车轮转矩按照车轮不打滑的极限转矩进行分配,保证了汽车的动力性能。  
        关键词：机电控制CVT;混合动力汽车;小附着系数;动力性调速策略   
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        发布时间：2022-10-20
      • 符双学,刘大勇
        2016, 40(7): 33-37. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.007
        摘要：通过MATLA-APDL混合建模法,建立了精确的齿轮模型;利用实验提取关键摩擦特性参数,借助有限元软件的数值模拟功能和隔代映射遗传算法,对不同润滑状况下齿面摩擦因数进行反求分析,较好地解决了复杂曲面摩擦因数难于求解的问题。相对于传统求解方法而言,该方法能较好地模拟齿面摩擦的真实情况,求解结果更具合理性。对齿面摩擦因数的合理反求,可为齿轮的数值模拟提供一定参考,并对改善齿轮传动性能和提高齿轮设计制造水平亦有一定的意义。  
        关键词：摩擦因数;遗传算法;反问题;齿轮   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陈志青,曹恒,朱钧,吕荣安
        2016, 40(7): 38-41. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.008
        摘要：为抵消负载重力力矩,许多负重型外骨骼机器人在髋部设置了气弹簧,但这导致了人体在单腿支撑相后摆过程中由于转动副的消失而不能正常行走。为解决这一问题,针对华东理工大学设计的外骨骼机器人"ELEbot",采用了螺旋理论计算确定"ELEbot"在单腿支撑相的自由度和约束,提出了一种改进的机构以满足此位姿下正常行走对自由度的要求,并验证了驱动配置的合理性。通过ADAMS软件对建立的模型进行仿真分析,得出与理论计算结果一致的结论,证明了优化机构的可行性。  
        关键词：负重型外骨骼;螺旋理论;自由度分析;Adams   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张豫徽,杨许,王良文,宋康康
        2016, 40(7): 42-46. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.009
        摘要：在动静平台之间采用3-RRRS机构连接,能够实现动平台相对于静平台的6维位姿变化。将S副释放,该机构构型可以用于爬行类仿生机器人的通用结构。该类机构构型由于具有冗余驱动的特征,能够改良动平台的运动性能与工作空间,本文对其正运动学问题进行研究。首先根据结构关系,建立包含冗余驱动变量的运动方程。然后通过Bezout方程及变量代换等,求解冗余驱动变量。最后,给出了动平台方向矩阵及运动轨迹的计算模型,并以算例进行了说明。本文的研究为同类问题的求解提供了参考。  
        关键词：3-RRRS机构;冗余驱动;正运动学;仿生机器人   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张鹏飞,张伯俊,董小伟,郝允志
        2016, 40(7): 47-52. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.010
        摘要：根据无级变速器功耗与效率的影响因素,对比分析发动机和电机的工作特性,提出利用小功率电封闭实验台测量无级变速器功耗和效率的方法。试验结果表明,转矩损失主要取决于速比和系统压力,传动效率主要取决于速比和主动轮转矩,主动轮转速对转矩损失和传动效率的影响可以忽略;速比小于1时,转矩损失显著增大,传动效率快速下降;速比大于1时,转矩损失和传动效率基本不变。分析传动系统整体效率最优控制、夹紧力滑移率控制和采用电动油泵等3种方法的节能潜力,仿真结果表明,3种方法分别使经济性提高3.2%、5.8%和2.4%,同时采用3种方法可使经济性提高9.8%,为选择节能途径和评价节能效果提供参考。  
        关键词：汽车;无级变速器;功耗;效率   
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        发布时间：2022-10-20
      • 屈金星,冯丰
        2016, 40(7): 53-57. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.011
        摘要：主操作手工作空间代表了主操作手的活动范围,从几何方面讨论了主操作手的工作性能,它是衡量主操作手工作能力的一个重要的运动学指标,在主操作手的设计、控制与应用过程中,都需要考虑。通过主操作手正运动学解计算求得末端执行器空间位置与各关节变量之间的函数关系,在MATLAB中分别运用数值法、图解法以及解析法对主操作手的工作空间进行仿真;根据三维电磁跟踪系统采集的位置信息,通过定量与定性分析,验证求解主操作手工作空间仿真算法的正确性;最后根据所得工作空间形状体积,布局主操作手在操作台上的位置,同时,提出3种主操作手工作空间求解方法的特点及其应用场合,为主操作手运动学性能指标评价和术前手术规划奠定了基础。  
        关键词：MATLAB;主操作手;手术机器人;工作空间;数值法;解析法;图解法   
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        发布时间：2022-10-20
      • 余勇
        2016, 40(7): 58-61. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.012
        摘要：传统的蚁群算法在移动机器人路径规划过程中,在加速算法收敛时易陷入局部最优问题,针对此问题提出了一种新型蚁群算法的移动机器人路径规划方法。首先建立了机器人路径规划数学模型,在此基础上对传统的蚁群算法进行了改进,将环境中局部的机器人路径信息引入到蚁群信息素的初始化和路径选择概率中,提高了蚁群算法的收敛速度并防止算法早熟。通过引入交叉操作并对蚁群算法中参数进行调整,避免了算法陷入局部最优。仿真结果表明,所提方法能够明显提高最佳路径搜索能力,整体性能优于传统蚁群算法。  
        关键词：移动机器人路径规划;新型蚁群算法;数学模型;收敛速度;局部最优   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李湘伟,侯高强
        2016, 40(7): 62-66. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.013
        摘要：针对具有多变量和未知非线性的谐波驱动机构,建立其系统数学模型,定义系统误差,并逐步构造虚拟函数,利用RBF神经网络在线逼近谐波驱动机构中的非线性环节,最后建立系统自适应控制规律,设计基于RBF神经网络的动态面控制器。结合Lyapunov稳定性分析方法论证闭环系统的收敛性,通过理论分析并与常规PID的仿真结果进行比较。结果表明,所提出的神经网络动态面控制器实现了对谐波驱动机构的高性能跟踪控制,且具有很好的控制精度,有效地抑制未知非线性外界扰动对系统的影响。  
        关键词：谐波驱动机构;非线性外界扰动;RBF神经网络;动态面控制   
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        发布时间：2022-10-20

        设计计算

      • 关亚彬,杨小辉,方宗德
        2016, 40(7): 67-70. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.014
        摘要：针对齿轮设计中出现的接触和弯曲疲劳强度安全系数相差大造成的齿轮承载能力得不到充分发挥以及齿轮优化设计中设计变量多造成计算量大的问题,以航空发动机中的人字齿轮传动系统质量最小和各个齿轮的接触和弯曲疲劳强度安全系数差值最小为目标函数,通过参数敏感性分析方法选出对优化目标影响大的参数并作为设计变量,运用NSGA-Ⅱ多目标优化算法进行优化求解,结果表明,该方法能够有效地减小各个齿轮的安全系数差值和整个传动系统的质量。  
        关键词：人字齿轮;多目标优化;参数敏感性分析;NSGA-Ⅱ   
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        发布时间：2022-10-20
      • 赵海鸣,张林林,廖小乐
        2016, 40(7): 71-75. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.015
        摘要：以实现工位台自动翻转与复位功能为目标,提出了一种由圆柱凸轮驱动的多工位回转式自动翻转与复位机构。每个工位均由曲柄滑块机构组成,通过凸轮曲线的变化控制滑块的位移变化,从而驱动曲柄旋转,完成工位台的翻转与复位动作。建立了自动翻转与复位机构的数学模型,通过改变机构的设计参数可以满足不同的工程实际要求。以预制硬质卷烟条盒的自动清空为例,研究了满足清空要求的多工位回转式自动翻转与复位机构的参数设计。以凸轮升程最小、翻转角度最大和竖直方向高度最小为多目标函数,以曲柄、连杆、凸轮升程等相关参数为自变量,进行了自动翻转与复位机构的优化计算,优化效果明显,并通过仿真分析验证了机构参数设计的合理性。  
        关键词：自动翻转与复位;曲柄滑块机构;自动清空装置;圆柱凸轮   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张秋香,任衍坤,王利锋,刘新华,胡元
        2016, 40(7): 76-78. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.016
        摘要：结合Bingham模型分析了磁流变液传动装置的动力传递机理,并设计了圆盘式磁流变液传动装置结构。利用有限元分析软件Ansoft Maxwell进行了磁路设计和磁场仿真,得到了传动装置的磁场分布云图。搭建了磁场测试实验台,对传动装置的磁场进行了测试。所设计的传动装置能够满足工作要求,为下一步实验的展开奠定了基础。  
        关键词：磁流变液;传动装置;磁场仿真;磁场测试   
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      • 赵艺,任重义,段建中
        2016, 40(7): 79-82. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.017
        摘要：四圆弧齿轮成形磨削的关键之一就是求解成形砂轮的轴向截形。根据成形法磨削原理建立坐标系,通过四圆弧齿轮齿面方程和齿轮齿面与成形砂轮磨削表面的接触条件,运用空间坐标转换求得最终的砂轮轴向截形。最后,借助MATLAB对所求的砂轮轴截面截形进行了计算仿真,并通过加工试验对求得的砂轮截形进行了验证。  
        关键词：四圆弧齿轮;成形法磨削;砂轮截形;MATLAB仿真   
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      • 陈素丽,樊岩松,王威,任福深
        2016, 40(7): 83-86. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.018
        摘要：斜直井齿轮齿条钻机作业时,管柱接箍需要以一定倾斜角度和不同位置进行精确对中,又能相对井架上下运动,传统的液压大钳和铁钻工等管柱上/卸扣装置都不适合于斜直井齿轮齿条钻机。针对这一技术难题,提出了可以沿着钻机井架轨道自由升降的轨道钳系统,设计了该轨道钳系统的升降装置及其液压控制系统。基于键合图理论建立了轨道钳升降系统的数学模型,推导出轨道钳升降系统的动态方程。基于20-sim仿真平台,对轨道钳升降系统进行了动态仿真,验证了所建立的键合图模型的合理性,并分析了系统动态特性产生的原因和影响,可为升降系统的研制和控制提供技术指导。  
        关键词：斜直井;升降系统;功率键合图;动态方程;仿真   
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      • 曾晨,李兵,王小勇,李尚庆,吴先坤
        2016, 40(7): 87-91. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.019
        摘要：为了提高微耕机变速箱的传动性能和旋耕效率,针对变速箱的主要设计参数,建立了多轴式微耕机变速箱的优化设计数学模型。运用SGA、NSGA-Ⅱ算法和MATLAB语言编制了变速箱关键设计参数的优化程序,使用该程序对数学模型进行优化求解并比较结果。优化结果表明,采用SGA和NSGA-Ⅱ算法进行优化,体积分别减少了14.13%和15.96%,重点啮合齿轮重合度提高了4.07%和4.60%,取得较好的优化效果;其中,采用NSGA-Ⅱ算法比SGA算法在优化结果上更优秀。  
        关键词：微耕机变速箱;SGA;NSGA-Ⅱ;多目标优化   
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      • 张宁宁
        2016, 40(7): 92-96. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.020
        摘要：在超声珩齿加工中,由变幅杆和被加工齿轮组成的变幅器的设计是一项关键技术,探索新型变幅器显得非常重要。基于变截面复合变幅杆纵向振动波动方程和中厚圆环板弯曲振动位移方程,根据复合变幅杆与中厚圆环组成的超声珩齿复合变幅器的非谐振性和边界条件,推导了系统的谐振频率方程,利用数值计算对设计参数、谐振频率、变幅杆及圆环振幅分布等进行研究,同时分析了变幅器几何参数对系统谐振频率的影响。结果表明,有限元分析结果与理论计算结果和实验测试基本一致,系统谐振频率随复合变幅杆各段长度的增加而减小;当复合变幅杆大小端半径比和各段长度保持不变时,系统谐振频率随两端半径成比例地增加而增加;其他参数不变时随圆环厚径比地增加而增加,其结论不仅证实了非谐振理论的正确性,而且为超声珩齿变幅器的设计和应用提供了理论依据。  
        关键词：Mindlin中厚板理论;谐振频率方程;超声珩齿复合变幅器   
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        发布时间：2022-10-20
      • 曹鹏,葛正浩,刘小琴
        2016, 40(7): 97-100. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.021
        摘要：目前自动换刀装置（ATC）中多头弧面凸轮曲面复杂,精确建模难度比较大。以弧面凸轮几何学理论为基础,根据各动作段从动盘滚子与弧面凸轮的啮合情况,编写各动作段相应滚子扫过的轮廓曲面程序。利用Pro/E的曲线曲面功能建立相应滚子的轮廓曲面,将曲面合并,然后对理论轮廓曲面进行法向偏置,实现多头弧面凸轮的三维精确建模。最后,基于ADAMS建立了弧面凸轮机构虚拟样机,进行运动仿真分析,验证了模型的正确性。  
        关键词：多头弧面凸轮;Pro/E;三维建模;虚拟样机   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陈健伟,张荣兴,朱大昌,朱城伟
        2016, 40(7): 101-106. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.022
        摘要：针对并联机构传统控制器轨迹跟踪精度较低的问题,设计了一种基于并联机构动力学方程和比例切换控制律的滑模变结构控制器（SMC）。首先,建立机构的Matlab/Sim Mechanics仿真分析模型,采用微位移法求解并联机构的Jacobian矩阵及通过工作空间分析确定机构的最佳尺寸参数,为控制系统提供理论参考输入值。其次,设计滑模变结构控制器,运用Lyapunov函数证明滑模变结构控制器的稳定性;最后,建立机构的PID控制和SMC控制系统Matlab/Simulink框图,分别对其进行仿真分析与对比。结果表明,SMC控制器的轨迹跟踪精度比PID控制器的精度高,稳态误差小,且鲁棒性强,响应速度快,从而验证了SMC控制的有效性。  
        关键词：3-RPS并联机构;微位移法;工作空间分析;PID控制;SMC控制   
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        发布时间：2022-10-20
      • 胡清明,郭强,郭建华
        2016, 40(7): 107-110. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.023
        摘要：为解决患者久卧病床不能下地行走及老年人腿部康复训练等问题,对油压式腿部康复装置进行设计,并提出两种用于实现腿部康复训练的传动方案。通过对曲柄滑块机构和摇杆滑块机构主要构件进行运动分析,确定主要技术参数,同时对其构件的位移、速度和加速度对比分析,确定摇杆滑块机构为该康复装备的传动机构。最后运用Solid Works建立该腿部康复装置三维装配模型,并对其进行仿真分析。结果表明,所设计的油压式腿部康复装置能实现预期运动目的并满足康复训练要求。  
        关键词：康复训练;曲柄滑块机构;摇杆滑块机构;仿真分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 范武,常勇
        2016, 40(7): 111-112. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.024
        摘要：以高速印刷机机构为研究对象,在满足许用压力角前提下,取定摇杆初位角θ50某一值,即对应有摇杆行程角βm某一最大值（βm）max,据此搜索解得最优初位角θ*50、（βm）max*和（βm）max,取值域—(0,（βm）max*]。丰富拓展了高速印刷机机构尺寸综合问题的内涵,对设计更优、最优尺寸参数机构具有重要理论价值和工程实际意义。  
        关键词：高速印刷机机构;输出件;初位角;行程角（βm）max取值域   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王福荣,辛焦丽
        2016, 40(7): 113-116. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.025
        摘要：提出了一种新的求解一般Stewart台体型并联机构位置正解的代数求解方法。首先根据一般Stewart台体型的几何结构建立20个含9变量的原始方程,然后采用分次逆字典序对原始方程求Groebner基,从中可选择29个基并压缩合适的变量构造Sylvester结式,利用结式为0可获得40次一元高次方程,采用回代法求出其他对应该变量的全部40组解。通过数字实例验证了该方法的有效性,并且该方法也适用于其它型式并联机器人机构的位置正解分析问题。  
        关键词：Stewart型台体;位置正解;代数法   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陈显冰,智旭鸽,宋海潮
        2016, 40(7): 117-120. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.026
        摘要：双螺杆化浆机的传动系统是重要的精密机构,由于存在机构零件多、目标参数多、约束多的特点,常规优化方法并不能很好的解决问题,因此采用遗传算法对其进行优化设计。研究针对其内部各个部件体积之和作为目标函数进行优化设计,遗传算法模拟自然界优胜劣汰的进化过程进行计算,从而克服传统优化方法容易取得局部最优解而非全局最优解的结果。最终,通过模拟后的优化结果对比显示,采用优化后的新设计方案在满足各项性能和约束的同时结构更加紧凑、合理。  
        关键词：双螺杆化浆机;传动系统;优化方法;遗传算法   
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        发布时间：2022-10-20

        试验分析

      • 范亚运,石秀东,顾荣华,王孟萍
        2016, 40(7): 121-125. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.027
        摘要：针对食品输送链传动过程中存在的啮合冲击问题,基于赫兹接触理论,建立了啮合冲击的非线性弹簧阻尼碰撞动力学模型,给出了主动链轮上啮合冲击力幅值以及啮合冲击力表达式。借助动力学仿真软件ADAMS对系统在不同转速下的啮合接触效应进行仿真研究,分析得出工作边各链轮与滚子啮合接触时的接触力变化规律情况,仿真结果与实际工况符合,可靠性高。通过将仿真与建立的动力学模型理论计算结果对比,发现理论值与仿真值相对误差在合理范围之内,动力学模型较可靠。  
        关键词：食品输送链;啮合冲击;赫兹接触;动力学模型;Adams   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陈俊杰,王晓峰,刘飞,周文晶
        2016, 40(7): 126-131. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.028
        摘要：针对滚动轴承的故障诊断,提出了一种基于词包模型和短时傅里叶变换的特征提取方法。根据轴承故障的产生机理,不同轴承的振动信号在频域上会有相应的能量分布规律,然而在实际现场中,信号干扰或者生产环境等因素会弱化这种规律性,使得在频谱上难以准确看到相应分布特征。当采用词包模型时,把每一时间帧下能量在频率维度上的分布看成一个单词,则每段信号就表示成了由各个单词组成的一篇篇文档,这就可以直接从数据的角度去揭示能量分布的这种规律性。然后,以词包模型处理后的结果作为特征向量,用SVM分类算法诊断出结果。最后用无锡某汽车生产线SQI-MFS实验平台和美国凯斯西储大学的轴承振动数据进行了实验,实验验证了该方法比时域特征（RMS）和时频域特征（WE&WEE）的诊断结果精确,可以在滚动轴承故障诊断领域展开应用。  
        关键词：故障诊断;时频特征;短时傅里叶变换;词包模型;SVM   
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        发布时间：2022-10-20
      • 石清珏,王春秀,慕松,尚欣
        2016, 40(7): 132-138. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.029
        摘要：根据2.5 MW风力发电机行星齿轮传动系统在随机风场中复杂变工况的工作特点,利用双参数威布尔分布模型描述随机风速的分布,获得由随机风速引起的时变风载。采用集中参数法建立风力发电机行星齿轮传动系统平移-扭转耦合动力学模型。综合考虑风力发电机行星齿轮传动系统的轴承支撑刚度、齿轮副时变啮合刚度等内部激励对传系统的影响,对变风载下2.5 MW行星齿轮传动系统的动力学特性进行仿真计算分析,求得在外部风载作用下各构件的位移响应与速度响应,为风力发电机行星齿轮传动系统的故障诊断和优化设计奠定了良好的理论基础。  
        关键词：2.5MW风力发电机;行星齿轮传动系统;随机风速;动力学特性   
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        发布时间：2022-10-20
      • 丁颂,杨树臣,张小奇,谷东伟,邵桂阳,蒋东霖
        2016, 40(7): 139-142. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.030
        摘要：为提高链式输送机的输送性能和可靠性,基于齿形链啮合机理,设计一款双节距分时啮合齿形链,给出相关设计参数,基于ADAMS建立双节距分时啮合齿形链与双节距滚子链的紧边波动量和啮合冲击力对比仿真模型。仿真分析结果表明,与双节距滚子链相比,双节距分时啮合齿形链啮合平稳,紧边波动量降低59%,啮合冲击力降低51.9%;对其进行台架对比试验,在封闭力流链式实验台上进行噪声测试和250 h的磨损试验,相比双节距滚子链,双节距分时啮合齿形链紧边啮合点处平均噪声降低4.6 d B,磨损伸长率降低0.28%,试验结果证明了双节距分时啮合齿形链设计的合理性。  
        关键词：双节距齿形链;分时啮合;紧边波动量;啮合冲击   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陶晓敏,汪韶杰
        2016, 40(7): 143-145. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.031
        摘要：以合肥工业大学汽车研究院自主研发的新型并联行星轮系双离合自动变速箱箱体为研究对象,利用Pro/E软件建立箱体的三维造型,导入hypermesh中划分网格后保存为.DAT格式,再导入Romax Designer中已建立的变速箱的机械传动系统,实现了柔性部分与传动系统的刚性模型的结合。在Romax Designer中得出箱体的固有频率和振型。有限元计算结果与模态试验结果一致。通过模态分析,可以为变速箱的动态响应分析和动强度设计提供可靠的依据。  
        关键词：变速箱箱体;模态分析;模态试验   
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        发布时间：2022-10-20
      • 赵俊伟,党珊珊,陈国强,黄俊杰
        2016, 40(7): 146-151. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.032
        摘要：针对一种新型3-PRS并联机构的3个基座位置可调、工作空间可变的特点,分析该机构的末端位姿误差,提出了采用几何解析法求该机构的运动学正解,进而推导出动平台末端位姿误差的分析方法,并运用软件仿真3个基座在不同位置时的动平台末端位置和方向。结果表明,3个基座在取不同参数时,末端的位姿误差有明显变化。此研究对该新型3-PRS并联机构的误差补偿提供了有益指导。  
        关键词：新型;3-PRS并联机构;基座可调;正向运动学;位姿;误差   
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        发布时间：2022-10-20
      • 孟凡龙,马维金,张纪平,王俊元,陈剑伟,张征鹏
        2016, 40(7): 152-155. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.033
        摘要：为了解某型号汽车变速器的振动情况,以该型汽车变速器为研究对象,对其进行多工况下振动信号测试与分析,获得了变速器振动贡献较大的频率;并将分析结果与车载模态试验数据进行对比,确定了容易引起变速器共振的频率,为采取措施避开该频率、降低变速器的振动及整车的优化设计奠定了基础。  
        关键词：变速器;振动信号;模态试验;共振频率   
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        发布时间：2022-10-20
      • 邓子龙,高金海
        2016, 40(7): 156-160. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.034
        摘要：柔性微夹钳是一种用于将微驱动输出位移放大处理的柔性机构。该结构是利用机构中柔性构件的自身变形来实现运动、力和能量的传递和转换的一种新型机构。本文基于铰链刚度设计并分析了具有放大功能的全柔性微夹钳。基于伪刚体模型建立运动平衡方程,依据虚功原理得出微夹钳输入力、输入位移与输出位移之间的关系,并对以此计算过程所得模型进行有限元模拟分析,分析结果说明与理论计算一致。当该柔性微夹钳在材料强度极限允许范围内,微夹钳单侧输出位移可达0.989 mm。而且瞬态变化均是连续平稳的,且没有突变,表明该柔性钳在运动过程中,具有良好的平滑性。最后,进行柔性微夹钳的样机制作和试验测量,验证了设计的可行性。  
        关键词：柔性微夹钳;刚度;有限元分析;试验   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陈双,贺连梁
        2016, 40(7): 161-164. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.035
        摘要：提出用于汽车驱动桥中的直齿圆柱齿轮差速器设计方案,对其工作原理和工作特性进行具体分析;结合设计方案,利用三维软件Pro/E完成半轴齿轮、行星齿轮和行星架等元件的设计和装配,并将Pro/E三维装配模型导入ADAMS/View中,在虚拟环境下分别进行汽车直线行驶工况和转弯行驶工况下的运动仿真分析。分析结果表明,设计的圆柱齿轮差速器不仅可以实现汽车驱动桥差速器功能,并且具有结构简单,易于加工等特点。  
        关键词：汽车驱动桥;差速器;直齿圆柱齿轮;运动分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王蕾,宰守香,崔艳梅
        2016, 40(7): 165-168. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.036
        摘要：针对采用机械力学模型或铣削有限元仿真方法计算齿轮铣削力耗时且繁琐的难题,提出了一种基于斜角有限元仿真的铣削力预测方法。该方法将铣刀的切削刃离散成无限小的微元斜角切削过程,通过一系列斜角切削过程仿真,拟合得出了切削力系数与未变形切削厚度之间的关系;然后通过几何变换,将所求得切削力系数运用于铣削过程,得到了作用在齿轮刀具上的瞬时切削力。通过与实际铣削仿真得到的结果进行对比,结果表明,斜角切削有限元仿真方法可以应用到齿轮轮齿的铣削过程中,并验证了所提出方法的有效性,为齿轮制造过程中力的预测及后续齿轮加工表面完整性研究奠定了较好基础。  
        关键词：铣削力;斜角切削;有限元仿真;切削力系数   
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        发布时间：2022-10-20

        开发应用

      • 郭晓东,张洪利,张卫青,王戈,黄刚
        2016, 40(7): 169-175. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.037
        摘要：应用于生产现场的齿轮筛选设备多采用双面啮合测量原理,其检测结果包含齿轮左右两齿面的制造误差信息,不能直接反映齿轮副单面啮合时传动质量,常出现检测结果与使用效果不一致的情况。针对这一问题,研究了齿轮综合滚动检查控制方法,将齿轮双面啮合时径向综合偏差检测与齿轮单面啮合时的振动噪声检测结合,综合评价齿轮副的啮合传动质量;解决了齿轮综合滚动检查机中自动对齿、自动侧隙保证、电封闭耦合加载、自动检测等关键技术;开发了齿轮综合检测测试与分析软件,应用于天津第一机床总厂的YKZ9932齿轮综合滚动检查机中。通过检测实验表明,采用这种综合滚动检测方法更能全面反映被测齿轮的啮合传动质量。  
        关键词：齿轮;传动质量;滚动检查;软件开发   
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        发布时间：2022-10-20
      • 赵军,叶婷,郭天太,孔明,王道档,陆首创
        2016, 40(7): 176-179. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.038
        摘要：大齿轮几何中心的确定是大齿轮测量中的重要问题。在建立渐开线齿轮离散数据模型的基础上,提出一种确定大直齿圆柱齿轮几何中心的方法,建立了相应的数学模型;根据所求出的齿轮中心,计算齿廓偏差,并与齿轮几何中心理论坐标值下计算得到的齿廓偏差进行了比较。仿真结果表明,对于加入幅值为0318μm随机噪声后的大齿轮,计算得到的齿轮几何中心最大误差不大于1μm,齿廓偏差与理论值之间的差值不大于10μm,说明该方法可有效应用于大直齿圆柱齿轮的测量。  
        关键词：大直齿圆柱齿轮;齿轮几何中心;齿廓偏差   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张开飞,靳刚
        2016, 40(7): 180-183. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.039
        摘要：铣削过程中常常发生颤振现象。针对这个问题,提出一种求解多时滞系统的新方法,用于预测铣刀铣削过程中的稳定性。通过与原有的方法比较,验证了新方法在预测铣削稳定性中的有效性。采用变齿距铣刀进行铣削稳定性的实验,根据获得的预测结果,选择多组铣削参数组合进行铣削实验,考察实际铣削与理论预测的吻合性。结果表明,该方法具有较好的变齿距铣刀铣削稳定性预测能力。  
        关键词：铣削加工;变齿距铣刀;铣削稳定性   
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        发布时间：2022-10-20
      • 杨威威,杨耀东
        2016, 40(7): 184-187. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.040
        摘要：为了解决无卸荷槽的内置式齿轮泵的齿圈断裂的问题,利用三维建模软件建立齿轮泵模型,通过FLUENT进行内部流场仿真,得到分别开设无卸荷槽、对称式卸荷槽和偏置式卸荷槽齿轮泵的最高困油压力值,并计算出3种泵的容积效率,验证了采用偏置式卸荷槽的泵能很好地解决困油问题且能提高泵的容积效率。通过计算设计出偏置卸荷槽的偏移位置,并进行样机试验验证。经比较试验结果与仿真结果相近,这为设计内置式齿轮泵提供了参考。  
        关键词：困油压力;卸荷槽;流场仿真;样机试验   
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        发布时间：2022-10-20
      • 郭天才,梅庆,薛同博,黄臻荣
        2016, 40(7): 188-191. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.041
        摘要：直升机传动系统尾部减速器机匣在研制过程中出现故障频率较高,通过采取全程应力监测方法,在定型前全面发现直升机尾减速器机匣的故障原因并进行了设计改进。静力试验和疲劳试验结果发现了尾部减速器机匣的静力和疲劳薄弱部位。地面联合试验和科研试飞结果发现故障主要原因为机匣的动态特性与系统整体不匹配引起共振。根据全程应力监测结果对机匣结构进行局部改进,以避免共振的发生。改进方案为:改变安装脚的筋板连接强度,减小肋板区减轻孔周围厚度,增加安装脚底部厚度,稍微增厚小齿轮滚子轴承安装边。结构的局部改变使它与系统整体有良好匹配性,同时兼顾了静力和疲劳特性的改善。改进后的机匣与改进前相比动应力水平下降了49%,经地面联合试验和科研试飞验证,质量得到显著提高。  
        关键词：尾部减速器;故障诊断;应力测试;静力试验;疲劳试验   
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        发布时间：2022-10-20
      • 朱霞
        2016, 40(7): 192-196. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.042
        摘要：针对传统风力发电装置使用过程稳定性差、能量回收率低的问题,将改进型无级调速机构安装于风力发电装置中,建立新型风力发电装置传动布置方案并完成新型传动布置方案理论建模,最后通过试验手段对安装改进型无级调速机构前后风力发电装置性能参数的变化规律进行对比分析。研究结果表明,安装改进型无级调速机构后,风力发电装置叶片能量转化效率得到提高,叶片与齿轮箱连接轴承受转矩大小及变化幅度得到降低;改进型无级调速机构较好地提高了风力发电装置的性能参数,新型布置方案可行。  
        关键词：无级调速机构;风力发电装置;运行特性;改进型   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张旭东,俞张炯
        2016, 40(7): 197-200. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2016.07.043
        摘要：针对高速齿轮传动装置由于启机顺序错误造成齿轮箱内滑动轴承与齿轮轴抱死的问题,通过对齿轮箱箱体结构、滑动轴承结构以及润滑油站结构进行分析改进,设计开发出了一种无预润滑启动高速齿轮传动装置,并通过试验及现场应用,证明了该装置的安全性与可靠性。  
        关键词：无预润滑;滑动轴承;高速齿轮箱;防抱死   
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        发布时间：2022-10-20
      • 2016, 40(7): 200.
        摘要：<正>浙江东海减速机有限公司在扩大国内外高端市场方面取得很大成果,为了更好的满足高端市场需求,公司决定在真正实行国际标准的同时,提高生产效率、产品质量与技术创新,从而打造更高的品牌。现招聘高级齿轮减速机人才加盟:一、总工程师（技术总监）:1名,要求60岁以下,  
          
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        发布时间：2022-10-20
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