最新刊期
      2017 年 第 3 期

        理论研究

      • 孟庆国,张丽丽,杨雪锋,李威,路恩,董事
        2017, 41(3): 1-5. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.001
        摘要：柔性双稳态机构是一种在无外部输入的情况下,可以保持两个稳定平衡位置的机构,在MEMS和机械传动领域中有广泛的应用。对柔性机构稳态的判别一般使用能量法,但能量法无法对柔性机构的驱动特性进行分析。为此提出一种基于动力学的柔性四杆机构稳态分析方法,对只含一个柔性关节的四杆机构的驱动特性进行分析,并根据驱动特性曲线对柔性机构的稳态特性进行判断。首先,建立柔性四杆机构的伪刚体模型,利用拉格朗日方程建立动力学模型,解算出主动杆件旋转360°时驱动力的变化曲线;然后,在ADAMS中建立对应的柔性四杆机构模型,将仿真结果与动力学解算结果进行对比,验证动力学模型的准确性;最后,通过一个算例将提出的动力学分析方法与传统能量法的分析结果进行对比,证明动力学分析方法的有效性,同时还可以得到机构在稳态位置与非稳态位置转换过程中驱动力的临界值,为柔性稳态机构的设计提供一种新的方法。提出的基于动力学的双稳态驱动特性,在双稳态开关、双稳态传感器中都可以被设计和应用。  
        关键词：柔性机构;动力学建模;驱动特性;双稳态   
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        发布时间：2022-10-20
      • 吴其林,高峰,邱明明,赵韩,黄康
        2017, 41(3): 6-9. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.002
        摘要：齿轮应用极为广泛,是很多机电产品的关键部件。新型微线段齿轮由于其优越的性能有望在很多应用领域替代传统的渐开线齿轮,但因缺乏系统的测试方法和技术而影响了推广应用。为能对该种新型齿轮的齿廓精度进行检测,根据其齿廓特点,利用成熟的渐开线齿轮检测方法和设备,建立了一套适用于该种齿轮的检测方法,给出了齿廓理论齿形方程,导出了使用齿轮测量中心测量时测头和装夹误差等系统误差的计算公式以及消除方法。用滚齿和磨齿工艺加工出微线段齿轮,并检测了该齿轮的齿廓误差,结果证明了测量方法的实用性。  
        关键词：微线段齿轮;齿形方程;齿廓误差;精度检测;系统误差   
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      • 张同钢,王优强,徐彩红,王立梅
        2017, 41(3): 10-14. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.003
        摘要：建立了水润滑动静压滑动轴承数学模型,考虑了由于节流装置的不稳定性而导致的供给压力波动的影响,对水润滑动静压滑动轴承进行弹流润滑研究。比较了不同形式波动供给压力对水润滑动静压滑动轴承压力及膜厚的影响,分析了波动供给压力下转速和载荷对弹流润滑的影响,得到了不同工况下压力波动的控制依据。结果表明,供给压力的波动趋势与膜厚变化趋势相同,与润滑膜压力变化趋势相反,压力波动不利于轴承润滑;较大的卷吸速度和较小的载荷有利于缓解由供给压力波动对润滑造成的危害;近似地得到了不同工况下控制供给压力波动范围的依据。  
        关键词：水润滑;动静压轴承;供给压力;波动   
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        发布时间：2022-10-20
      • 罗天洪,刘浪,陈才
        2017, 41(3): 15-20. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.004
        摘要：针对传统驱动方式中电机驱动系统的结构复杂、液压驱动系统的体积庞大、气压驱动系统的控制困难等问题,提出一种新型复合驱动系统,该系统由微型盘式无刷直流电机和温控记忆合金弹簧驱动,将复合驱动系统用于仿人多指灵巧手手指的驱动,简化灵巧手的整体结构,优化控制方式。探究记忆合金弹簧的回复力与工作行程的关系,分析指节间位姿变换关系和抓取物体时影响指节接触力大小的因素,利用滑模PID智能控制策略控制手指的运动,使灵巧手的控制效率得到提高。对多指灵巧手模型仿真,验证运动的合理可行,为复合驱动系统的进一步研究提供了基础。  
        关键词：复合驱动;记忆合金;灵巧手;仿真   
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        发布时间：2022-10-20
      • 刘美钧,包广清,候晨晨,左正璞,刘明敏
        2017, 41(3): 21-26. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.005
        摘要：磁场调制式磁齿轮是一种新兴技术,与传统机械齿轮相比,可有效地避免振动、噪声、润滑等问题。但是其刚度低,当原动机转矩发生扰动或速度产生变化时,就会导致磁齿轮出现暂态振荡。在分析磁齿轮基本原理的基础上,设计了一种传动比为5.5的磁场调制型磁齿轮,并利用电磁场有限元法对不同结构类型的磁齿轮进行性能分析,选出效率最高的一种结构类型,通过在磁齿轮高速动子铁芯中引入具有闭合回路的阻尼绕组,当发生暂态振荡时,阻尼绕组中产生感应电流,进而产生阻尼电磁力矩,抑制传动轴系的机械振动,保持系统的稳定性。此外,还分析了每极阻尼绕组参数对磁齿轮瞬态特性的影响及变化规律。  
        关键词：磁齿轮;有限元分析;损耗;阻尼绕组   
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        发布时间：2022-10-20
      • 曹家勇,孙凯文,任超,王镜森
        2017, 41(3): 27-32. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.006
        摘要：磁场调制式磁力齿轮是一种非接触磁力传动装置,Halbach永磁阵列是一种非单一充磁方向的新型永磁结构。为了掌握含Halbach永磁阵列磁场调制式磁力齿轮的磁场和机械特性,首先,用傅里叶级数展开方法表达了Halbach永磁阵列磁化强度的基波和谐波分量;其次,利用有限元方法,分别建立了径向充磁型和Halbach型磁场调制式磁力齿轮模型,比较了两种模型内外气隙磁场和磁场谐波、内转子和外转子的矩角特性和齿槽转矩特性。通过对比可知,相比于径向充磁型磁力齿轮,Halbach型磁力齿轮具有更加平滑的转矩输出。  
        关键词：磁力齿轮;Halbach永磁阵列;磁场;转矩脉动   
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        发布时间：2022-10-20
      • 刘宝山,杜群贵,文奇
        2017, 41(3): 33-37. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.007
        摘要：斜齿轮啮合刚度的分析计算是进行齿轮动力学研究的基础。根据齿轮啮合原理及坐标变换理论利用数值分析方法建立了含有安装误差的斜齿轮啮合有限元模型,提出了考虑安装误差时斜齿轮啮合刚度的有限元计算方法。将安装误差参数化,利用有限元软件仿真分析不同安装误差下斜齿轮啮合刚度的变化,用准静态过程模拟动态行为的方式,得到时变啮合刚度,分析了不同安装误差下时变啮合刚度波动的变化规律。分析结果表明,安装误差会降低啮合刚度,尤其是角度偏差影响更为严重,同时角度偏差对啮合刚度的影响具有一定规律的耦合作用。不同安装误差对啮合刚度的影响具有不同的规律,且轻载条件下的影响较重载明显。  
        关键词：安装误差;斜齿轮;啮合刚度;有限元   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陈庭
        2017, 41(3): 38-43. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.008
        摘要：温度场分布对齿轮齿面胶合失效具有重要影响,进而对齿轮传动的可靠性及寿命具有重要影响。基于少齿数非对称齿轮副啮合齿面间产生的摩擦热,运用齿轮空间啮合理论、传热学和有限元方法,分析摩擦热流量及其影响参数沿啮合线的分布情况,建立齿数非对称齿轮的温度场热平衡温度方程,创建齿轮副的有限元模型。通过运用ANSYS参数化设计语言APDL依次对单元节点的摩擦热流量进行加载,得到精确的少齿数非对称齿轮温度场的分析结果。可知:齿顶附近和齿根附近时齿轮温度分布的两个峰值位置;分析齿轮几何参数和工况参数变化对温度场的影响,增加变位系数,齿顶滑动速度增加,导致齿轮的温度上升;为齿轮的优化设计和润滑改进提供可靠依据。  
        关键词：少齿数非对称齿轮;温度场;参数;齿轮副;传热;模型   
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        发布时间：2022-10-20
      • 杨帆,罗齐汉,黄海,腾飞
        2017, 41(3): 44-49. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.009
        摘要：基于DZLY180型减速器,针对点线啮合齿轮齿廓的特殊性,利用点线啮合齿轮齿廓的曲线方程,计算修形后齿廓曲线上的若干坐标,通过三次样条曲线对其进行拟合,并运用三维软件Solid Works拟合出修形后的点线啮合齿轮的齿廓曲线,然后进行三维建模,并完成了齿轮的无干涉装配,仿真表明该方法实现了点线啮合齿轮在啮合过程中全局无干涉。  
        关键词：点线啮合齿轮;齿廓曲线;修形;三次样条曲线;三维模型   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张立勇,周红凯,王长路,乔雪涛
        2017, 41(3): 50-53. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.010
        摘要：针对机器人用摆线行星减速器中的摆线传动,建立了基于啮合原理和动态多齿啮合特性的受力和回程间隙分析模型。通过迭代求解得到了不同修形方式对啮合齿数、各啮合齿受力和回程间隙的影响。进一步分析了载荷对啮合特性的影响,得到摆线传动的刚度随载荷增大的曲线,为摆线传动的设计及扭振分析提供了依据。  
        关键词：摆线传动;啮合特性;回程间隙;轮齿修形   
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        发布时间：2022-10-20
      • 莫崇相,吴坚,李佃鹏
        2017, 41(3): 54-57. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.011
        摘要：为解决机械式自动变速器有级换挡对车辆动力不连续性的影响,提高换挡品质,提出了一种基于功率换挡的动力总成控制策略,设计了传统车辆及混合动力车辆基于功率换挡的动力接口。仿真和实验数据表明,与现有动力换挡策略相比,基于功率换挡控制方式显著提高了车辆的驾驶舒适性及动力连续性。  
        关键词：功率换挡;动力总成;双离合器变速器;混合动力控制   
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        发布时间：2022-10-20

        设计计算

      • 于今,白建军,黄国勤
        2017, 41(3): 58-63. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.012
        摘要：液压-机械无级传动兼容了机械传动的高效性和液压传动无级变速的特点,其结构取决于行星排的布置位置,将两行星排布置于变速器输入端和输出端就联接成了混合式液压-机械复合传动形式。详尽列出了混合式的36种传动方案,并给出了调速特性、液压功率分流比特性以及效率特性的计算公式,从中选取一种方案,进行了上述特性参数的优化,并应用MATLAB软件进行了仿真研究。研究表明,所选的混合式液压-机械无级传动方案具有较宽的调速范围和很高的传动效率,能够很好地满足多种领域作业车辆的工况需求。  
        关键词：液压-机械无级传动;混合式;传动特性;效率特性   
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        发布时间：2022-10-20
      • 徐彩红,王优强,范晓梦,王涛,王建
        2017, 41(3): 64-67. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.013
        摘要：齿轮齿条在现代机械中应用广泛,但传动过程中易产生噪声、磨损、齿面胶合等,通过对机构润滑理论的研究,降低传动过程中齿面磨损及胶合机率。在现有的弹性流体动力润滑理论的基础上,利用多重网格法,得到了齿轮齿条传动过程中等温稳态弹流润滑数值解,讨论了齿轮齿条传动机构在不同啮合点、变位系数、线角传动比和模数下的无量纲压力和膜厚图,计算结果表明:啮合点位置、变位系数、线角传动比、模数等都会对油膜压力与膜厚产生影响。最终得出结论:在传动过程中,啮入点为啮合过程中的危险点;正变位能够使油膜变厚,负变位使油膜变薄;线角传动比、模数越大,油膜压力越小、膜厚越厚。  
        关键词：齿轮齿条;弹性流体动力润滑;压力;膜厚   
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        发布时间：2022-10-20
      • 马明明,刘晓玲,田效永,赵慧敏
        2017, 41(3): 68-73. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.014
        摘要：为了减小滚子的边缘效应和偏歪斜效应,采用Eyring非牛顿流变模型,将抛物线修形函数应用于有限长线接触热弹流润滑中,压力求解采用多重网格技术,温度求解采用逐列扫描技术。当圆柱滚子歪斜后,采用特殊的坐标变换技术求解。当圆柱滚子偏斜后,先给定无量纲载荷偏距的初始值Ew,然后求得油膜压力和油膜厚度,计算无量纲力矩M。计算力矩的相对误差ErrM,同时通过高松弛得到载荷偏距的新值。当滚子分别处于理想状态、偏斜状态、歪斜状态和偏歪斜耦合状态时,对滚子母线进行修形都可减小滚子的边缘效应,并能减小滚子的偏斜或歪斜效应;滚子处于4种状态下时,滚子母线修形存在一个最佳量。4种滚子状态对应的最佳修形量分别为9、11、14和16μm。采用给直母线滚子加上一个凸度函数进行修形的方法简单可行,为滚子修形的工程应用提供了新思路。  
        关键词：热弹流润滑;有限长线接触;非牛顿流体;偏歪斜滚子;滚子修形机制   
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      • 冒鹏飞,喻曹丰,王传礼,钟长鸣
        2017, 41(3): 74-77. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.015
        摘要：设计一种以超磁致伸缩驱动器为驱动单元,以多组柔性铰链组合而成,利用材料受力产生弹性变形而进行导向的柔性铰链定位平台。应用能量方程、挠曲线方程、静力学公理、能量守恒方程理论,建立该平台的理论数学模型;根据柔性铰链定位平台在超磁致伸缩驱动器（GMA）驱动下的使用工况,分析其驱动力和输出位移;优化分析柔性铰链的切割半径R和最小厚度t的几何参数,获得柔性铰链定位平台结构尺寸的最优值;利用有限元对柔性铰链平台进行仿真。最后将仿真结果与理论分析结果进行对比,验证了理论分析的正确性。  
        关键词：柔性铰链;定位平台;优化设计;有限元分析;超磁致伸缩驱动器（GMA）   
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      • 杨春梅,郭明慧,马岩,刘千军,杨铁
        2017, 41(3): 78-82. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.016
        摘要：为改变传统的手工收割人工灌木林费时费力的现状,设计了一台履带式割灌机来替代人工劳作。通过对传统的小型自走式灌木割灌机前进时候的行进速度与刀具的切削速度之间的协调关系分析,发现该割灌机在对灌木丛进行收割作业时,传动系统为非连续性函数输出,因此无法得到切削速度与行进速度的最佳协调。为满足提高小型履带式灌木人工林割灌机工作效率的需求,对割灌机的传动系统在传统经验设计的基础上进行优化设计。通过确定传动系统的目标函数,选择独立的设计变量,确定约束条件将传动系统的数学模型建立出来,对设计变量、目标函数以及边界约束条件进行分析和优化,编制了MATLAB复合形法的优化设计程序,并利用其强大的优化计算能力对割灌机的传动系统进行了优化设计。优化结果比按照传统设计得到的小型履带式人工灌木割灌机的工作效率提高了20.59%。为提高割灌机的收割作业效率提供了优化设计方法和理论依据。  
        关键词：传动系统;优化设计;复合形法;Matlab   
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      • 范乃则,田华军,裴帮,宁可,赵家栋,刘忠明,关荣鑫,刘建亮,徐晖
        2017, 41(3): 83-87. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.017
        摘要：以某高速动车组传动齿轮系统为例,用齿轮设计软件KISSsoft计算了传动过程中齿轮支撑轴的变形。通过修形补偿轴系变形对齿轮副啮合性能的影响,比较了修形前后齿轮副啮合的接触斑点、齿面线载荷分布以及传递误差,以确保动车组齿轮传动系统能够更加平稳可靠的工作。所进行的研究工作对动车组齿轮副设计有重要的参考价值。  
        关键词：动车组;齿轮副;修形;啮合性能;接触斑点;传递误差;KISSsoft   
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      • 吉如桄,陈蔚芳,李苗苗
        2017, 41(3): 88-92. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.018
        摘要：船用齿轮箱是船舶上广泛应用的机械,研究其齿轮温度场对避免齿轮胶合失效具有较大意义。对船舶斜齿轮喷油过程进行了深入分析,在啮合齿面摩擦发热温升计算的基础上,建立斜齿轮喷油过程的计算流体动力学（CFD）模型,分别对啮入侧喷油、啮出侧喷油以及啮入侧和啮出侧同时喷油3种喷油方式的冷却效果进行了分析计算,得到不同喷油方式下润滑射流、空气以及气液混合流对啮合齿面的换热系数,并分析比较了不同换热系数下的齿面稳态温度场。结果表明,对于船舶斜齿轮喷油过程,选择啮入侧和啮出侧同时喷油的喷油方式,其冷却效果较好;对于啮入侧和啮出侧油速选择,应根据齿轮结构、工况等条件进行计算,算例计算结果为选择啮入侧油速15 m/s、啮出侧油速45 m/s便可达到较好的冷却效果。  
        关键词：斜齿轮;喷油方式;计算流体动力学;换热系数;喷油速度   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张海峰,吴霁薇,余家利,陈婷,曾琦,杨毅成
        2017, 41(3): 93-96. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.019
        摘要：为了满足钢带在传动过程中的强度和使用寿命要求,通过对输送钢带进行力学特性分析,得出了初始拉力、钢带厚度和滚筒直径是影响钢带应力变化的主要原因,以及最大应力可能出现的位置,并基于理论进行了钢带的运动分析和动力分析。最后利用Recur Dyn软件对钢带进行仿真,得出相关运动学和动力学曲线,与理论分析进行对比,为钢带输送的设计和计算提供参考。  
        关键词：钢带;力学特性;最大应力;Recurdyn;仿真   
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        发布时间：2022-10-20
      • 高文明,贡林欢
        2017, 41(3): 97-102. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.020
        摘要：通过分析2K-H型行星传动的装配条件,得出了RV传动中第一级行星传动不需要满足装配条件的结论。结合RV减速器零件加工工艺性及互换性,提出了RV传动第一级行星传动的互换性条件。介绍了互换性条件下RV减速器的配齿方法,并用RV-80-120型RV减速器的参数验证了该方法的正确性。  
        关键词：RV减速器;装配条件;配齿方法;互换性条件   
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        发布时间：2022-10-20

        试验分析

      • 王延忠,唐文,刘旸,陈燕燕,刘元鹏
        2017, 41(3): 103-108. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.021
        摘要：高速重载工况下的面齿轮测试对试验台的性能要求很高,为了简化试验条件并降低试验成本,基于相似理论并采用量纲分析法推导出了面齿轮齿根弯曲应力和振动加速度的相似准则。通过试验测得相似工况下面齿轮的齿根弯曲应力和振动加速度,利用相似准则建立的面齿轮原型与相似模型参数的相似缩比关系估测实际高速重载下的弯曲应力及振动加速度,实现了高速重载面齿轮强度和动态性能的预测。  
        关键词：高速重载;相似试验;量纲分析;齿根弯曲应力;振动加速度   
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        发布时间：2022-10-20
      • 吕宏强,武志斐,王铁,谷丰收
        2017, 41(3): 109-113. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.022
        摘要：以实测齿轮箱振动信号为分析对象,对齿轮点蚀进行故障特征提取。利用最小信息准则（AIC）确定自回归（AR）模型最优阶数,通过此AR模型将采集到的振动信号进行预处理,降低可线性预测的平稳成分;利用最大相关峭度解卷积（MCKD）进一步增强振动信号中的冲击成分,然后进行Hilbert变换得到振动信号的包络谱来分析故障特征。将上述方法应用到试验振动信号包络谱的变化趋势分析。结果表明,AR-MCKD能够有效提取齿轮点蚀故障特征,能够体现齿轮点蚀过程的包络谱变化。  
        关键词：齿轮故障诊断;AR模型;最大相关峭度解卷积;包络谱   
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        发布时间：2022-10-20
      • 卢黎明,余云云,曾国文
        2017, 41(3): 114-119. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.023
        摘要：以滚滑轴承静力学仿真结果的有限元模型为疲劳分析模型,滚滑轴承动力学仿真结果的时间-应力变化规律为疲劳分析的载荷循环变量,运用n Code Design Life疲劳分析软件对圆柱滚子轴承和滚滑轴承进行疲劳寿命仿真比较,得到了两种轴承零件的损伤和寿命云图,从云图中确定出两种轴承零件易损位置,并在试验机上对两种轴承进行疲劳寿命试验,证明在满足疲劳强度的前提下,滚滑轴承零件损伤更小、抗疲劳更强,具有更高的可靠性能。  
        关键词：圆柱滚子轴承;滚滑轴承;nCode DesignLife;疲劳寿命   
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        发布时间：2022-10-20
      • 周琦
        2017, 41(3): 120-128. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.024
        摘要：少齿数非对称斜齿轮作为一种新形齿轮,其体积小且承载能力强,而对其动力学特性尤其瞬时法向相对速度造成弹性接触冲击对齿轮传动系统的稳定性的影响研究较少。以弹性体接触-冲击动力学方程为基础,建立少齿数非对称斜齿轮有限元动态接触模型。在考虑摩擦和阻尼等影响的情况下,对动态齿根弯曲应力和动态传动误差进行研究。描述轮齿在一个啮合周期内的动态齿根弯曲应力的分布规律,对比斜齿轮副整个啮合过程的静动态齿根弯曲应力,同时还分析工况参数对齿根弯曲强度的影响。研究由于主从动轮接触点的瞬时法向相对速度差造成的弹性接触冲击,以少齿数非对称斜齿轮副的瞬时冲击过程为研究对象,分析不同转速时,不同的冲击位置（齿根、节圆和齿顶）对冲击力、冲击应力和冲击时间的影响,对比分析不同压力角的少齿数齿轮冲击应力的变化规律。  
        关键词：少齿数;非对称齿轮;动态特性;传动误差;冲击动力学;弹性体   
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        发布时间：2022-10-20
      • 刘中令,范乃则,田华军,赵家栋,宁可,裴帮,李宝奎,张祥儒,徐晖
        2017, 41(3): 129-133. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.025
        摘要：以某型机车齿轮箱为背景,基于CFD软件Fluent,应用动网格及Profile技术对齿轮箱油浴润滑的内部流场进行了动态数值模拟。建立了齿轮箱的二维VOF多相流模型,计算了齿轮箱在3种转速（启动低速、常规中速、最高转速）下的流场动态特性,获得了在不同速度运行工况下齿轮箱内部流场的相态、压力、速度分布图,为齿轮箱的设计与维护提供了相应的理论依据。  
        关键词：齿轮箱;油浴润滑;多相流;数值仿真   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张纪平,吴文轩,马维金,王俊元
        2017, 41(3): 134-138. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.026
        摘要：汽车变速箱作为汽车的重要组成部分,其振动特性对整车的性能有重要影响。对汽车变速箱进行振动特性分析研究,可以获知变速箱箱体不同位置在不同方向的瞬态激励下的响应情况,通过分析初步判定了变速箱动态响应,得到了某型号汽车变速箱的最佳激励方向、固有频率和频带区域。通过试验分析的方式获得了这些参数,了解了该型号汽车变速箱的内在特性,为下一步对汽车变速箱进行分析与结构优化奠定了基础。  
        关键词：汽车变速箱;振动特性;固有频率;频带   
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        发布时间：2022-10-20
      • 石加联,刘景辉,吴进,赵旭
        2017, 41(3): 139-142. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.027
        摘要：为了保证中间罐车重载滚珠丝杠升降副结构的安全可靠,并且具有足够的强度、刚度,利用有限元软件ANSYS对滚珠丝杠副进行接触静力学分析,并探讨了接触角、载荷对滚珠丝杠副应力及变形的影响。结果表明,滚珠丝杠副的最大应力为1 093.7 MPa小于结构的许用应力,其满足刚度与强度的要求;滚珠丝杠副的接触应力及变形随接触角的增大逐渐减小,随载荷的增大而增大。  
        关键词：中间罐车;滚珠丝杠副;重载;接触分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 汪中厚,曹欢,李刚,刘欣荣
        2017, 41(3): 143-146. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.028
        摘要：为了提高在机测量齿廓偏差的测量精度,提出了一种可用于实际工况下的测头径向误差提取方法。以标准渐开线直齿轮为研究对象,根据极坐标测量原理以及齿廓偏差计算原理,建立一个以齿廓偏差最小为目标函数,以测头径向误差为变量的最优化模型。求出在实际工况下的测头径向误差,机床系统补偿后对渐开线斜齿轮进行测量,将测量结果与三坐标测量仪检测的结果进行对比,得出测头径向误差求解的合理性。  
        关键词：径向误差;齿廓误差;径向补偿   
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        发布时间：2022-10-20
      • 马锐,王辉
        2017, 41(3): 147-150. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.029
        摘要：考虑了时变啮合刚度及非线性间隙,并考虑了断齿引起齿轮系统的质量偏心,综合建立了单级直齿圆柱齿轮扭转振动模型。通过多尺度法分析了振动模型的主共振及组合共振,并由奇异性讨论了不同质量偏心引起的不同分岔模式,全面地展示了断齿故障的动力学机理,从而为齿轮系统断齿故障的诊断提供坚实的理论基础。  
        关键词：齿轮传动系统;断齿故障;主共振;组合共振;多尺度法   
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        发布时间：2022-10-20
      • 刘子强,陈亮,万文铭
        2017, 41(3): 151-154. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.030
        摘要：介绍了国内外齿根弯曲疲劳试验的方法,并就单齿脉动加载试验中的若干问题进行了讨论,例如确保齿向载荷均布、跨齿数和加载点位置的确定、加载频率的问题,脉动加载循环系数以及计算中用到的齿形系数、应力集中系数以及齿根表面状况系数等问题做了解释和探讨。  
        关键词：齿根弯曲疲劳;单齿加载;加载点   
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        发布时间：2022-10-20

        开发应用

      • 梁凯翔,王忠素,田士涛,吴清文,徐振邦
        2017, 41(3): 155-159. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.031
        摘要：摆线针轮减速器作为机器人关节减速器,具有体积小、输出转矩大的特点。设计了一种摆线针轮减速器,该减速器采用"卧枕式"针齿结构代替了悬臂式针齿结构,具有结构紧凑、强度高等优点。利用遗传算法对减速器的结构进行了优化。建立了体积最小、质量最轻和传动效率最高的目标函数,根据赫兹公式等推导得到了相关约束条件。在此基础上,完成了对减速器关键结构参数的优化,并运用有限元方法进行了仿真分析。仿真分析结果表明,所设计的摆线针轮减速器满足设计要求,优化方法有效,具有工程应用价值。  
        关键词：摆线针轮减速器;遗传算法;结构优化;接触分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王建国,陈帅,张超
        2017, 41(3): 160-165. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.032
        摘要：针对实际中工况复杂难以提取齿轮故障特征频率的问题,提出一种变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）与多特征融合的齿轮故障诊断方法。首先,对机械振动信号进行VMD分解并得到一系列的模态,其次,计算高频段的前4个模态的排列熵（Permutation Entropy,PE）和能量,最后,将排列熵和能量构成的高维特征向量作为最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machine,LS-SVM）的输入,对齿轮故障类型进行模式识别。试验结果表明:VMD可以较好地将复杂多分量信号各成分分开;排列熵和能量特征可以从不同尺度揭示齿轮故障信息;基于VMD与多特征融合的智能故障诊断方法识别精度高,可以为齿轮故障预警和严重程度提供参考。  
        关键词：变分模态分解;多特征融合;最小二乘支持向量机;排列熵;故障诊断   
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        发布时间：2022-10-20
      • 秦波,孙国栋,张利强,刘永亮,张超,王建国
        2017, 41(3): 166-171. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.033
        摘要：针对表征滚动轴承故障信号特征难提取及支持向量机结构参数依据经验选取,致使故障分类模型的精度、泛化能力差的问题,提出一种基于Hilbert包络谱奇异值和改进粒子群（Improved particle swarm optimization,IPSO）优化支持向量机（Support vector machine,SVM）的滚动轴承状态辨识方法。首先,利用经验模态分解（Empirical mode decomposition,EMD）所采集的滚动轴承信号,并将所获相关程度较大的本征模式分量（Intrinsic mode function,IMF）进行Hilbert解调包络分析来获取包络矩阵,并在此基础上进行奇异值分解。其次,利用IPSO算法优化SVM的惩罚系数和高斯核系数两个结构参数,据此建立滚动轴承故障分类模型;并利用美国凯斯西储大学轴承数据验证了方法的有效性。实验结果表明:与基于BP、SVM的故障分类模型相比,Hilbert包络谱奇异值和IPSO优化SVM的滚动轴承故障诊断分类模型具有更高的精度、更强的泛化能力。  
        关键词：EMD;IMF;改进粒子群算法;支持向量机;滚动轴承   
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        发布时间：2022-10-20
      • 刘乐,孙虎儿,谢志谦
        2017, 41(3): 172-176. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.034
        摘要：为了提高轴承故障特征信息提取的有效性,实现轴承故障模式智能识别,提高故障诊断效率。提出一种基于SVD-LMD模糊熵相结合的特征量化和PNN网络识别相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先运用SVD降噪技术对原始信号降噪,运用LMD分解将降噪后的非稳定信号分解成若干个稳定的乘积函数分量（PF）。其次利用模糊熵能表征时间序列复杂程度并具有稳定的统计性,提取PF分量的模糊熵,组成N维特征向量,实现故障特征量化。构建PNN网络模型,将特征向量输入PNN训练,实现故障类型识别。最后对比PNN算法与BP算法性能,验证PNN算法的优越性。实验数据分析结果表明,所提方法在少量数据样本情况下故障诊断准确率高达93.75%。  
        关键词：奇异值分解;局部均值分解;模糊熵;概率神经网络;轴承故障诊断   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张磊,单红波,葛铠,慕连好,张斌,高丽丽,张庆,冀明路
        2017, 41(3): 177-181. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.035
        摘要：差速器作为大功率分动器的核心部件,用以实现底盘动力的分配,满足整车转弯和爬坡工况需求,对保证整车的动力传递和可靠性起着关键作用。采取了双级优化设计方法,对行星轮式轴间差速器结构进行了优化设计,一方面保证结构的强度,另一方面减小产品的质量,以适应整车轻量化和高机动性能要求。通过经典强度计算和有限元方法的校核,证明该优化方法能够满足多轴超重型底盘大功率分动器行星轮式轴间差速器大转矩和高可靠性设计要求。  
        关键词：分动器;轴间差速器;行星轮;优化设计   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张洪,陈磊,丁诗泳
        2017, 41(3): 182-186. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.036
        摘要：根据现有油罐喷涂机器人存在的喷涂效率低、不能适应各尺寸的油罐、不能满足喷砂、喷漆都能使用的要求等问题,并且结合应用现场的实际需要,设计了模块化油罐智能喷涂机器人。对该机器人总体结构与关键部件进行了描述,设计的机器人能够通过机器视觉检测、智能判断,实现自动升降、回转、喷涂小车的运动、喷枪的调节、视觉反馈等功能,同时能通过调整吊臂及固定立柱模块,适应各尺寸的油罐;既能用于喷砂也能进行喷漆。并针对机器人的关键结构吊臂与固定立柱,进行了建数学建模和振动分析,结果表明在工作过程中关键结构不会产生共振。  
        关键词：油罐喷涂;喷涂机器人;机械结构;振动分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 史蒂芬,曹巨江,梁金生,张超洋
        2017, 41(3): 187-190. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.037
        摘要：在实际弧面凸轮加工中,由于弧面凸轮加工曲面通常为对称结构,导致了刀具与工件极易形成干涉问题,针对这一加工难题,提出弧面凸轮偏置的设计理论。在优化承载能力上,通过双沟槽设计冗余了驱动面,提高了弧面凸轮机构的承载能力。利用MATLAB、UG软件进行偏置式冗余弧面凸轮的精确计算、建模。  
        关键词：偏置结构;曲面设计;冗余机构;弧面凸轮;三维建模   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张国瑞,王旭元,郭文斌
        2017, 41(3): 191-196. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.038
        摘要：针对强背景噪声下滚动轴承微弱故障特征难以提取的特点,提出了基于傅里叶分解（FDM）与1.5维Teager能量谱的滚动轴承故障诊断方法。首先利用傅里叶分解的自适应性特点,将故障信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义的固有频带函数,然后利用自相关系数法筛选固有频带函数进行信号重构,对重构后的信号求解1.5维Teager能量谱,从而得到故障特征频率,进行故障诊断。仿真结果表明,与传统的包络谱分析相比,该方法的故障特征更加明显,效果更好。最后将该方法成功地应用到实际的滚动轴承故障诊断中,进一步验证了该方法的有效性。  
        关键词：傅里叶分解;1.5维Teager能量谱;滚动轴承;故障诊断   
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        发布时间：2022-10-20
      • 占锐,程华国,李俊,徐康,沈超
        2017, 41(3): 197-202. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.039
        摘要：为满足重型汽车驱动桥传动效率试验需求,设计了重型汽车驱动桥传动效率试验台。介绍了试验台的结构、原理及关键部件设计。针对国内暂时没有重型汽车驱动桥传动效率行业试验标准的问题,参考试验标准QC/T533—1999《汽车驱动桥台架试验方法》和QC/T568.1—2011《汽车机械式变速器总成台架试验方法第1部分:微型》,结合我国重型汽车驱动桥实际工况,提出一种重型汽车驱动桥传动效率试验方法,并对某重型汽车驱动桥进行了传动效率试验,试验证明该试验台控制精度和测量精度较高,完全能满足重型汽车驱动桥传动效率试验要求。  
        关键词：重型汽车;驱动桥;传动效率;试验台;试验方法   
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        发布时间：2022-10-20

        综述

      • 汤洁,柴玲玉,石照耀
        2017, 41(3): 203-210. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.040
        摘要：为了厘清圆柱齿轮新国际精度标准ISO 1328-1:2013（E）在其1995版老标准的原则与框架基础上所作的大量修订,研究了新老标准在精度等级和应用范围、单项偏差（齿距偏差、齿廓偏差、螺旋线偏差）的定义和评定方法、测量项目和测量齿数方面的差异,对新标准公差计算公式得到的允许值与老标准列表中的偏差允许值进行大量对比和分析。对比结果表明,新标准中精度等级改为111级;应用范围中分度圆直径d增至15 000 mm、齿宽b增至1 200 mm;形状和倾斜偏差改为强制测量项目、新增了最少测量齿数规定;修订了单项偏差定义和评定方法;新标准单项偏差由公差计算式得到的允许值与相应的老标准给定的偏差允许值相差较大,5级精度新老标准差异达数十微米、11级精度达数百微米。圆柱齿轮新老国际精度标准差异较大,改变了齿轮的精度评定依据,并将促进一系列其他相关标准的修订,须引起相关标准制定、齿轮量仪设计和齿轮质量管理各方的重视。  
        关键词：齿轮;精度标准;ISO 1328-1（E）;ISO 1328-1;单项偏差   
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        发布时间：2022-10-20
      • 郭梅,陈聪慧,胡兴海,侯明曦
        2017, 41(3): 211-216. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.03.041
        摘要：对具有代表性的航空发动机附件机匣结构设计方法进行研究,分析了附件机匣内壳体、齿轮、轴承等重要零部件结构特点,总结各部件长期使用中出现过的故障和问题,提出工程应用优化的结构使用建议,为高可靠性附件机匣设计提供参考。  
        关键词：航空发动机;附件机匣;结构形式;高可靠性   
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        发布时间：2022-10-20
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