最新刊期
      2017 年 第 5 期

        理论研究

      • 陶昆,亓秀梅,高创宽
        2017, 41(5): 1-4. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.001
        摘要：通过实测获得了具有横向纹理的表面粗糙度数据,借助傅立叶非线性变换,形成了近似真实分布的齿面粗糙度函数;将此函数叠加到油膜厚度方程中,构建了渐开线直齿圆柱齿轮传动混合弹流润滑模型。基于该模型,分别针对中、重载齿轮传动,通过改变小齿轮转速之值,共进行了约130组数值计算。结果表明,增大齿轮转速可有效改善齿轮润滑状态、降低齿面接触应力;然而,当转速增至一定值后,接触应力随转速的下降幅度十分缓慢。  
        关键词：真实粗糙齿面;齿轮转速;接触应力   
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        发布时间：2022-10-20
      • 黄刚,张卫青,郭晓东,王戈,文怿恺
        2017, 41(5): 5-9. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.002
        摘要：根据弧齿锥齿轮小轮展成法加工原理和相对运动学理论,建立了带有水平轮位高阶修正式的齿面方程。以一对弧齿锥齿轮的小轮工作齿面为例,利用Matlab软件编写程序求出水平轮位修正后的齿面坐标,通过对所求解出的齿面进行误差曲面构建和接触区可视化编程计算,分析了水平轮位的高阶修正对弧齿锥齿轮齿面形状和接触区的影响规律,研究结果为更自由的控制弧齿锥齿轮齿面形状和接触区位置提供理论依据和重要参考。  
        关键词：弧齿锥齿轮;水平轮位;高阶修正;齿形;接触区   
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        发布时间：2022-10-20
      • 顾存行,毛虎平,王强,石运才
        2017, 41(5): 10-14. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.003
        摘要：基于传统的牵引式行星环锥式摩擦无级变速器,首先,提出了行星环锥齿轮式功率分流的无级变速器的设计方案;然后,对其整体变速比作出了两种方法的推导,并对功率流方向和功率流的分配关系作出了准确的判断;最后,对变速系统的整体传动效率进行了详细的分析计算,并用实例进行计算,与原行星环锥无级变速器传动效率进行了比较分析,并根据功率分流的比例图得出了总输入功率数值大小的范围。结果表明,经改进后的行星环锥齿轮式功率分流无级变速器的传动效率不仅比原来行星环锥无级变速器提高很多,而且总的输入功率可达到原来的行星环锥式无级变速器几倍之多,实现了大功率传动。  
        关键词：行星环锥齿轮式功率分流无级变速器;功率流;传动效率;大功率传动   
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        发布时间：2022-10-20
      • 陈文杰,邹旻,祝海林,王志洋
        2017, 41(5): 15-18. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.004
        摘要：针对传统齿轮泵无法直线泵油、齿廓型线复杂的缺陷,提出了一种新型莱洛三角形泵,以莱洛三角形为截面构建出斜转子,以3个转子平行安装、同向转动的方式实现了直线泵油,并结合了齿轮泵封闭式和螺旋桨开放式泵油的特点。建立了莱洛三角形的数学模型,对莱洛转子进行了运动位置分析,并计算了三转子中间容腔的排量和瞬时流量,为后期该泵的研究和实验打下了基础,并为实现直线泵油提供了新的思路。  
        关键词：莱洛三角形泵;齿轮泵;同向转动;排量;瞬时流量   
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      • 王吴光
        2017, 41(5): 19-23. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.005
        摘要：综合考虑立磨减速机行星传动齿轮副时变啮合刚度、啮合阻尼、轴承支撑刚度、支撑阻尼,基于集中参数法建立了行星齿轮传动振动微分方程,采用龙格库塔法求解振动微分方程得到齿轮副的动态啮合力。研究了太阳轮、行星轮和内齿圈偏心误差对行星齿轮传动均载特性的影响。结果表明,太阳轮浮动时,行星齿轮传动获得较好的均载特性;且太阳轮浮动时,单一考虑太阳轮偏心误差、齿圈偏心误差比综合考虑太阳轮、行星轮和齿圈偏心误差具有更好的均载效果,整体上偏心误差对行星齿轮传动均载影响小;太阳轮不浮动时,系统均载特性较差。  
        关键词：立磨减速机;行星齿轮传动;均载;影响因素   
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        发布时间：2022-10-20
      • 葛为民,赵文,王肖锋,刘军,刘增昌
        2017, 41(5): 24-29. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.006
        摘要：针对可重构机器人模块结构设计制造与构型变化引起的尺寸及几何参数等静态误差,将可重构机器人静态几何参数误差等效为机器人关节上的结构误差和传动误差,并将其看成是一种假想广义运动副微小旋量运动的结果,从而建立可重构机器人含误差旋量的运动学指数积模型。基于可重构机器人输入误差与输出误差的关系,建立了误差参数灵敏度系数模型。基于MATLAB仿真分析了可重构机器人各误差参数的灵敏度系数以及误差参数对机器人末端位置的影响规律,有利于对可重构机器人轨迹精度进一步分析和优化,以及为不同精度要求的工业机器人设计与装配提供有效的理论支持。一种6自由度可重构机器人的仿真实验验证了误差旋量建模方法以及误差参数灵敏度分析方法是有效的。  
        关键词：可重构机器人;旋量;误差建模;误差灵敏度   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王旭,李东升,王明明
        2017, 41(5): 30-33. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.007
        摘要：为精确辨识在大负载工况下工业机器人的关节刚度参数,首先基于雅克比矩阵的弗罗贝尼乌斯范数确定了机器人在关节空间和工作空间内的灵活性能,之后利用力矩等效的方法将负载和机器人统一建模,提出了通过直接计算关节变形量补偿变形误差的方法。利用激光跟踪仪和ABB IRB 6640机器人依次开展了几何误差补偿试验、关节刚度辨识试验和关节变形补偿试验。试验结果表明,该方法能有效地补偿机器人的关节变形,从而提高机器人的绝对精度。机器人大负载工况下的定位误差由补偿前的0.694 mm减少至0.230 mm,精度提高了近67%。  
        关键词：工业机器人;标定;关节刚度;误差补偿;大负载   
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      • 屈翔,马安朋,张君,廖林清
        2017, 41(5): 34-38. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.008
        摘要：为了提高双离合器自动变速器的换挡品质,研究了两个离合器的压力控制、发动机转速控制这一换挡过程的核心问题,提出了一种DCT升挡过程的综合控制策略。运用Matlab/Simulink建立了传动系统的仿真模型,对该综合控制策略下的DCT升挡过程进行了仿真计算。结果表明,该控制策略可以使发动机转速与高挡离合器快速同步,同时离合器的滑磨功和换挡冲击度都保持在理想水平,显著提升了DCT车辆的升挡品质。  
        关键词：双离合器自动变速器;综合控制策略;换挡品质;升挡过程   
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      • 阚锦彪
        2017, 41(5): 39-44. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.009
        摘要：行走轮与销轨的啮合属于非共轭传动,传统齿轮强度校核方法对行走轮不再适用,以往对行走轮强度的校核大多采用有限元静态力学仿真分析,而静态力学仿真分析不能准确反映行走轮轮齿的实际受力状态,计算结果略有偏差。为了能比较准确地校核采煤机176 mm节距复合齿形行走轮的强度,利用Solid Edge和ANSYS软件对176 mm节距复合齿形行走轮建立动态力学仿真模型,提取齿面接触应力与齿根弯曲应力随时间的变化的仿真计算数据,并绘制成曲线,通过对比仿真结果和行走轮材料的许用应力值,发现176 mm节距复合齿形行走轮可以满足采煤机1 500 k N牵引力的使用要求,与此同时总结了行走轮轮齿从进入啮合到脱开啮合过程中,接触应力和弯曲应力随时间的变化规律,得到了行走轮出现接触应力峰值和弯曲应力峰值时行走轮与销轨啮合的位置,为今后优化行走轮齿形提供了依据;通过对比理论计算结果与仿真结果,验证了仿真结果的正确性。  
        关键词：复合齿形;行走轮;动态力学仿真   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王锦红,林勇,李海林
        2017, 41(5): 45-52. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.010
        摘要：针对海底钴结壳和热液硫化物矿区的地形力学特点,在传统路面履带式车辆的基础上,设计了实心轮-橡胶履带啮合式海底行走机构。根据该履带式海底行走机构的结构特点进行动力学建模,在处理啮合力时,应用弹性接触理论,将啮合力等效为弹性接触力;对机构的驱动力进行分析,并对影响因素进行分析。基于Recurdyn搭建海底行走机构简化动力学模型,施加约束、接触力及运动函数控制,针对机构在海底运行时的不同类型的地形环境及工况进行分析。由分析结果可知,实心轮与履带销的啮合力随着其间的正压力变化而变化,正压力达到最大值对应出现最大的啮合力,且正压力和啮合力随着履带的传动出现周期性变化的趋势;同时,由于履带速度的动载荷造成行走机构的速度、加速度、驱动力矩等有较大的脉动,但是从整体上来讲,啮合驱动式行走方案还是相对较平稳的。  
        关键词：履带式;海底行走机构;橡胶;工况;性能;模型   
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        发布时间：2022-10-20

        设计计算

      • 谢志江,吴小勇,张军,庞智,孙琦
        2017, 41(5): 53-58. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.011
        摘要：通过齐次坐标变换构建三自由度并联机构3-PPR的完整运动学逆解,利用一阶影响系数法求解机构雅克比矩阵。采用拉格朗日功能平衡法推导出机构刚体动力学模型,对比典型工况下Matlab数值算例仿真与ADAMS虚拟仿真结果,验证了刚体动力学理论分析的正确性。联合ADAMS与ANSYS对机构进行柔性动力学分析,综合机构刚体和柔性动力学仿真,为完整动力学分析奠定了基础。这些内容为进一步研究该并联机构的动态特性、系统控制、误差分析等有着非常重要的意义,也可作为类似并联机构动力学研究的一般方法。  
        关键词：并联机构;运动学;动力学;Lagrange方程   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王承涛,王禹桥,杨雪锋,刘玉飞,魏华贤,盛连超
        2017, 41(5): 59-63. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.012
        摘要：单平行四杆柔性铰链机构作为移动副被广泛用于超精密工作台、精密传感器中。超精密工作台依靠其变形产生位移,故刚度特性对其定位精度影响较大。针对3种不同类型的四杆柔性铰链机构,对其刚度进行理论计算,同时,基于有限元软件ANSYS 12.0分析了3种不同类型的四杆柔性铰链机构。通过比较、分析得出了不同的外形尺寸对于四杆柔性铰链机构刚度的影响程度以及3种机构之间的刚度关系,为确定3种机构的适用场合和在MEMS设计过程中柔性铰链的选用提供了依据。  
        关键词：单平行四杆柔性铰链机构;柔性铰链;刚度;MEMS;超精密工作台   
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        发布时间：2022-10-20
      • 苏进展,杨小辉,关亚彬,刘光磊
        2017, 41(5): 64-66. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.013
        摘要：针对齿轮手册和一般鼓形齿联轴器的简化公式不适用于大型船用鼓形齿联轴器这一问题,运用自主开发的鼓形齿联轴器设计分析系统,以某船用鼓形齿联轴器为例,建立了高精度的鼓形齿联轴器模型,将模型数据导入ANSYS软件中,进行轮齿的有限元分析,得到了理想对中和极限不对中条件下,轮齿的应力分布及其变化规律,为大型船用鼓形齿联轴器的设计提供了依据。  
        关键词：大型船舶;鼓形齿联轴器;应力分析;ANSYS   
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        发布时间：2022-10-20
      • 田广军,谷栎娜,吕盼杰
        2017, 41(5): 67-71. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.014
        摘要：设计了一种机器人旋转关节驱动装置,其特点是将螺旋传动机构和曲柄滑块机构进行了有机结合。借助Solid Works软件,完成了旋转关节的三维建模;基于运动分析,建立了旋转关节的运动数学模型,得到了末端执行机构的旋转范围;分析关节末端理论输出力矩和其旋转角的关系,从而进一步验证了参数设计的合理性;实现样机制作,结合所设计的旋转关节提出了一种角度传感方案,搭建了一种旋转关节装置的电气试验平台。试验结果表明,该旋转关节的运动范围较大,机械传动效果良好,而且结构简单,容易实现精确控制。  
        关键词：旋转关节;螺旋传动机构;曲柄滑块机构;角度传感;电气驱动   
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        发布时间：2022-10-20
      • 高爱云,田松文
        2017, 41(5): 72-76. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.015
        摘要：基于某款混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle,HEV）动力系统参数,为实现有效传递汽车所需动力的要求,设计了一种行星齿轮式动力耦合装置动力传动结构,并确定了行星齿轮机构的主要参数和传动比;运用UG NX8.0对行星齿轮式动力耦合装置进行建模、装配及运动仿真;通过运动仿真结果得出的机构传动比与理论计算结果对比分析,验证了行星齿轮式动力耦合装置设计的合理性,为后续的有限元分析和结构优化奠定基础。  
        关键词：HEV;动力耦合装置;结构设计;运动分析   
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      • 赖凌云,张若忱,刘永志
        2017, 41(5): 77-80. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.016
        摘要：建立了直升机旋翼动力传动系统扭振的动力学模型,经过计算得出了旋翼桨叶的摆振集合型模态频率和振型,指出动力传动系统会对直升机旋翼摆振集合型模态产生显著影响,使得桨叶的摆振模态频率发生改变,通过直升机旋翼动力传动系统扭振频率试验验证了计算方法和结果的有效性。  
        关键词：扭振;旋翼动力传动;摆振   
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      • 王良文,宋康康,时长敏,王才东,杜文辽
        2017, 41(5): 81-85. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.017
        摘要：为实现踝关节辅助康复,开发了一种基于球副的三自由度踝关节辅助康复装置。该装置采用中心球副作为支撑,3个S’PS’支链进行驱动,可形成工作平台的三维运动,能实现踝关节背屈/跖屈运动、内翻/外翻运动以及内收/外展运动。在介绍该仿生踝关节辅助康复装置结构的基础上,对其进行了逆运动学建模分析。针对系统可以实现的多种运动模式,分别进行建模分析,给出了相关计算公式,并采用Matlab软件绘制了工作平台运动转角与驱动电机转角的关系图线。研究过程为同类结构的机构分析提供了参考。  
        关键词：踝关节;仿生;辅助康复装置;逆运动学建模   
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      • 姚方方,马海英
        2017, 41(5): 86-92. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.018
        摘要：液压齿轮泵是液力自动变速箱的重要组成单元,其为自动换挡系统和润滑冷却系统提供油液。以液力自动变速箱设计为依托,根据径向并联外啮合多齿齿轮泵的结构特点,针对其工作过程中遇到的内部困油现象进行研究,分析形成的原因和解决办法。对齿轮泵进行结构优化设计,提出偏置卸荷槽设计方案,并对其尺寸和位置进行分析,基于CFD对3种不同形式齿轮泵结构工作流场进行对比分析,并搭建试验台架,对优化设计后齿轮泵性能进行试验研究,以验证理论分析的准确性。结果可知,当采用偏置开设卸荷槽时,设计合适的参数可有效改善困油现象,并且齿轮泵的容积效率得到提高;通过试验测试对比容积效率可知,结构优化设计及所搭建数学模型的准确性与可靠性,为此类变速箱齿轮泵的设计提供参考依据。  
        关键词：齿轮泵;液力自动变速箱;困油;卸荷槽;容积效率;模型;试验   
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      • 吴利广,王乐,景立新,刘忠海
        2017, 41(5): 93-96. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.019
        摘要：分析了单万向节传动时,万向节位置对输出轴转速曲线相位的影响;在此基础上研究了双万向节传动时,两个万向节波动叠加的原理,并拓展到多万向节传动。针对带有减速齿轮的传动结构,分析了锥齿轮处转速的传递,以及多个万向节的波动叠加,确定了本次优化的基础。最后针对某一具体车型的转向机构进行了优化,找出各万向节相位角的最优值,将输出轴的转速波动降低到最小。  
        关键词：转向传动机构;十字轴万向节;转速波动;减速齿轮   
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        发布时间：2022-10-20
      • 戴浩林,付金奇,赵昊,杜君,朱昌进
        2017, 41(5): 97-100. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.020
        摘要：对重车调车机多个驱动单元之间的不同间距对驱动小齿轮与齿条啮合力以及重车调车机运动平稳性的影响进行了分析。分别采用理论计算和ADAMS软件对重车调车机运动过程中小齿轮与齿条动态特性进行了分析研究。计算结果为重车调车机驱动装置的设计提供了参考。  
        关键词：重车调车机;多齿轮齿条;Adams   
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        发布时间：2022-10-20

        试验分析

      • 乔金维,武志斐,王铁,张瑞亮,王道勇
        2017, 41(5): 101-105. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.021
        摘要：采用振动光饰工艺进行了齿轮表面光整加工,降低了齿面粗糙度;通过封闭功率流试验台架上振动光饰处理和未处理的两种齿轮的振动性能对比试验,表明在3种不同载荷下振动噪声均降低,说明振动光饰表面处理对于齿轮减振明显的作用,具有一定的参考和应用价值。  
        关键词：振动光饰;直齿轮;振动特性;试验研究   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王会良,房议,任小中
        2017, 41(5): 106-110. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.022
        摘要：为探究摆线轮磨齿机立柱振动特性,以磨齿机立柱组件为研究对象,建立其三维实体模型,并基于有限元仿真软件ANSYS进行了预应力下的模态分析,获得了组件的各阶固有频率及对应振型。为研究磨削加工下立柱的真实振动特性,搭建了振动实验平台,对采集的数据进行了时频特性分析,探究了立柱振动的机理。实验结果表明,立柱在低阶频率特性较好,同方向下磨削工况相比自由工况,同频率附近对应峰值处的最大振幅不超过4.7%。最后从振动角度对立柱的设计及优化提出了合理化的建议。  
        关键词：摆线轮磨齿机;固有频率;振动特性;模态分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张铎,黄庆学,楚志兵,魏栋
        2017, 41(5): 111-118. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.023
        摘要：针对国内外现有的板材剪切机在工作时容易出现缺陷和难以控制的问题,提出一种新型的单液压缸驱动液压滚切剪。以实现纯滚动剪切为目标,通过简化杆件,获得PR-11RⅢ级杆组的复合连杆机构简化模型,利用杆组分解建模的方法建立连杆机构各级杆组的动力学模型,并编制相应函数的仿真模块。以某机械有限公司2 000 mm单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机为依托,运用Matlab/Simulink软件对其进行动力学模拟仿真。仿真结果得出的关键铰接点的动力学曲线和参数为该剪切机的机构设计、控制原理分析和实际应用提供了重要的依据,同时也证实了其动力学理论分析的正确性。  
        关键词：复合连杆机构;滚切剪;动力学;仿真模块   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李占国,李水清,史尧臣
        2017, 41(5): 119-122. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.024
        摘要：以带宽分别为19 mm和25 mm的ZA型汽车同步带为研究对象,理论分析了带宽对汽车同步带振动噪声的影响。建立了有限元分析模型,分析了其横向振动固频特性和在啮合冲击激励作用下的谐响应特性;并以谐响应分析得到的同步带表面振动位移为边界条件,采用声场封闭的直接边界元法建立了汽车同步带的声学仿真模型,对汽车同步带的辐射噪声进行仿真分析,得到了两不同带宽的同步带的声场声压云图及辐射声压的频响曲线,并研究了带宽对同步带辐射噪声的影响规律。  
        关键词：汽车同步带;带宽;振动;辐射噪声   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王俊元,李伟伟,马维金,张纪平
        2017, 41(5): 123-126. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.025
        摘要：采用锤击模态测试方法对发动机、变速箱及车架模态进行了测试,并获得模态参数。通过对截取的空车搓板路上各测点振动信号以及空车在障碍路上工作时各测点振动信号进行工作模态测试分析,获知轻卡在空载工作环境中的各阶工作模态参数。最后,对试验结果进行了总结分析,发现几个较为敏感的模态频率。为下一步从完整的动态特性方面分析判断发动机、变速箱及车架破损的根本原因,提供理论及技术支持。  
        关键词：工作模态;试验模态;模态振型   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王宇,魏秀业
        2017, 41(5): 127-131. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.026
        摘要：以滚动轴承故障诊断为课题研究背景,以JZQ250型号传动箱为实验对象,将混合蛙跳算法与BP神经网络进行结合,利用混合蛙跳算法高效的计算性能和优良的全局搜索能力,对BP神经网络的网络结构进行优化。通过对比发现,混合蛙跳算法优化后的BP神经网络模型,可避免BP神经网络在训练中陷入局部最优,减短训练时间,提高训练准确度,具有较高收敛速度和准确诊断能力。通过一系列训练和测试,结果表明,这种方法能够提高诊断的可靠性和准确性。  
        关键词：滚动轴承;混合蛙跳算法;BP神经网络;故障诊断   
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        发布时间：2022-10-20
      • 方特,刘少军
        2017, 41(5): 132-137. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.027
        摘要：针对高速直齿轮真实啮合状态建立了线接触弹流润滑的计算数学模型,包括Reynolds方程、膜厚方程、载荷平衡方程等;利用数值方法求解了高速直齿轮在弹流润滑条件下不同啮合位置的摩擦因数,利用摩擦学和传热学得到了轮齿不同表面上的传热边界条件。采用基于热网络法的Patran和Sinda软件联合热分析方法建立了高速直齿轮单齿网络模型并获得了轮齿的稳态温度场分布,通过齿轮试验台测温试验得到了试验条件下直齿轮稳态温度分布,并与仿真结果进行了对比,论证了仿真方法的可行性。  
        关键词：高速直齿轮;弹流润滑;摩擦因数;热网络法;稳态温度   
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        发布时间：2022-10-20
      • 郑刚,赵正阳,张玉宝
        2017, 41(5): 138-142. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.028
        摘要：针对某钢厂张力减径机的锥齿轮换向器在工作中出现的齿轮与轴承高温烧伤问题,对锥齿轮换向器进行热平衡分析。根据热网络法建立热网络模型;给出热源功率、对流换热热阻及对流换热系数的计算模型;根据热网络模型,通过AMEsim建立了传热网络计算模型并进行计算,获得了锥齿轮换向器传动系统的的稳态温度场分布;并通过建立空载试验台对计算模型正确性进行验证。结果证明了换向器在极限工况下的可靠性,并根据其温度场分布对装配提出一些建议;在空载工况下试验结果与计算结果较为一致,验证了计算模型的正确性。  
        关键词：张力减径机;换向器;热平衡;热网络法   
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        发布时间：2022-10-20
      • 秦波,王祖达,郭慧莉,孙国栋,陈帅,王建国
        2017, 41(5): 143-147. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.029
        摘要：针对滚动轴承早期故障振动信号非平稳、强噪声,故障频率难提取的问题,提出了基于变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）和对称差分能量算子解调的滚动轴承故障诊断方法。首先,利用VMD方法将滚动轴承待分析信号分解成若干个模态分量;其次,根据峭度最大准则来选取被对称差分能量算子解调的模态分量,解调后获取待分析信号的幅值、频率信息并计算包络谱。实验结果表明:与传统能量算子相比,所提方法能突显故障特征频率并有效抑制虚假干扰频率,更有利于滚动轴承故障诊断。  
        关键词：变分模态分解;对称差分能量算子;峭度;滚动轴承;故障诊断   
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        发布时间：2022-10-20
      • 翟聪,杨顺成,肖炘
        2017, 41(5): 148-152. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.030
        摘要：介绍了肖南平先生提出并获得发明专利的一种新型少齿差行星减速器的结构组成,利用ANSYS Workbench软件建立此减速器箱体的有限元模型。对箱体各实际受载情况进行静力学分析,得出箱体所受最大应力和变形量的变化曲线,为箱体结构后续结构改进和轻量化设计提供相关分析数据。对箱体进行有限元模态分析,得到箱体固有频率及相应振型,将其与减速器的转频和啮合频率进行对比分析,可确定减速器是否会发生共振现象。对相应振型的分析为减速器结构的优化设计及振动问题提供理论依据。  
        关键词：减速器箱体;少齿差;ANSYS Workbench;静力学分析;模态分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李海青
        2017, 41(5): 153-160. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.031
        摘要：以DF9S1600变速箱倒挡齿轮为分析对象,运用最新的电脑仿真科技,借助有限元与边界元联系的方法对倒挡齿轮进行系统的研究;依据多体动力学理论,借助SolidWorks软件完成对齿轮传动体系模型的构建,经过ANSYS软件的网格区分性能完成齿轮传动体系模型的软化操作,构建模态研究。运用ANSYS软件给予倒挡齿轮、二轴上的倒挡齿轮,以及中间轴和倒挡齿轮啮合的模态分析,二轴齿轮啮合时的最大应力为0.1649 MPa,最大等效弹性应变为8.265×10-7mm,中间轴与倒挡齿轮啮合时的最大应力为0.481 9 MPa,最大等效弹性应变为3.071 5×10-6mm,完全符合工程使用要求。并且根据试验,分别从转速、负载和齿轮制造误差3个方面对倒挡齿轮噪声的影响进行分析,提出改进结构或调整结构参数以达到对倒挡齿轮减振降噪的目的。  
        关键词：汽车变速器;倒挡齿轮;振动噪声;SolidWorks;ANSYS模态分析   
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        发布时间：2022-10-20

        开发应用

      • 黄国勤,陈聪,于亚鹏
        2017, 41(5): 161-164. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.032
        摘要：针对目前环卫车在作业中会造成大量的功率损失问题,根据环卫车实际工况与需求,提出了两段式液压机械复合变速器（HMCVT）,进行了调速特性与功率特性的分析,表明两段式双排行星传动能够结合分矩汇速式与分速汇矩式传动的优点。并利用AMESim软件建立了液压机械复合变速器的物理模型,对机械液压复合变速器传动系统的调速特性、负载特性、起步特性与行驶中的调速特性进行了仿真分析。仿真结果表明,变速器能够承受负载冲击,在行驶中变速时,应缓慢匀速调节排量比调节手柄来实现起步与行驶中的稳定调节。这对于提高环卫车工作效率具有重要的现实意义。  
        关键词：液压机械复合变速器;环卫车;AMESim;仿真   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李洪亮,张新宾,储江伟
        2017, 41(5): 165-169. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.033
        摘要：针对电动汽车制动能量的回收与再利用现状,提出一种将飞轮储能装置耦合于车辆传动系统的混合动力方案,阐述了车辆运行过程中飞轮储能装置的3种工作模式:制动能量回收模式、存储能量输出模式及回收能量保持模式。设计了车用飞轮储能装置再生制动试验台及能量回收试验系统,确定以能量回收率作为指标分析和评价飞轮储能装置的能量回收效果。惯性飞轮加速至不同旋转速度时所具有的旋转动能模拟车辆以不同速度制动时的能量,完成了多目标车速下的能量回收试验,结果表明,受传动比制约,储能飞轮进行能量回收存储时存在能量平衡点,能量回收率平均值为25.28%,所开发的试验台从体系结构到控制方案都能够很好地满足制动能量回收系统的控制需求。  
        关键词：电动汽车;飞轮储能;再生制动;试验台   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王建国,陈帅,张超
        2017, 41(5): 170-175. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.034
        摘要：为了精准、稳定地提取滚动轴承故障特征,提出一种噪声参数最优总体局部均值分解（Ensemble Local Mean Decomposition,ELMD）与谱峭度（Spectral Kurtosis,SK）相结合的轴承故障诊断新方法。首先引入相对均方根误差确定ELMD方法中的最优噪声幅值;然后对故障信号进行噪声参数最优ELMD分解,并选取具有最大相关性的窄带乘积函数（Product Function,PF）作为重构信号;最后利用谱峭度方法和包络解调方法对重构信号进行处理。实验结果表明,噪声参数最优ELMD方法可以有效地抑制ELMD分解中的模态混叠,与谱峭度结合可以准确地提取滚动轴承故障特征。  
        关键词：噪声参数最优;总体局部均值分解;谱峭度;相对均方根误差;模态混叠   
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        发布时间：2022-10-20
      • 刘凯,李玉民,杨志军,尹文庆
        2017, 41(5): 176-181. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.035
        摘要：针对纯电动动力传动研究中,单个小功率电机因动力不足、调速范围小造成电机损坏和单个大功率电机自身负载大、能量损耗大等问题。设计了一种差动式并联耦合输入单输出的差动式耦合传动试验台,研究了试验台在不同工作模式下,负载变化时,输入输出转速和功率损失的变化关系。通过仿真试验与试验台测试运行表明,当电机达到稳定运行状态时,额定功率为0.49 k W,差动式耦合传动下平均输出功率约为0.482 k W,功率损失小于10 W,调速范围增大29.17%,传动效率大于81.7%,输出动力得到有效提升且重复性好。为后续继续研究耦合传动系统的动力优化提供了试验研究平台。  
        关键词：差动式耦合传动;无级调速;动力学仿真平台;Simulation X   
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        发布时间：2022-10-20
      • 谭伟,徐然,米林,陈胜
        2017, 41(5): 182-187. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.036
        摘要：重型变速器在研发过程中,需要进行一定的载荷循环次加载疲劳寿命试验,以验证内部齿轮、轴、轴承、箱体等零部件以及整体系统的可靠性。为了适应重型变速器所需的大功率、大转矩疲劳寿命试验,设计了基于共直流母线能量回收技术的电力封闭式疲劳寿命试验系统。试验系统以工控机和PLC为集中控制核心单元,采用西门子S120多传动变频调速系统对试验变速器进行拖动和加载。测控系统软件集成了试验流程管理、试验自动过程控制、多线程信号监测、试验过程数据自动存储等先进技术,提高了测试工作的自动化水平和可靠性。试验运行结果显示该疲劳寿命试验系统稳定可靠,操作方便,控制精度高。  
        关键词：重型变速器;疲劳寿命;试验系统;电力封闭;测控系统   
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        发布时间：2022-10-20
      • 谭俊,高德芳,杨超
        2017, 41(5): 188-192. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.037
        摘要：针对ANSYS中建立斜齿轮啮合实体模型困难的问题,提出了一种基于APDL参数化建立斜齿轮啮合实体模型的方法。基于齿廓曲线方程,建立位于基准位置的主、从动轮实体模型;以接触线总长最小时的啮合位置为初始啮合位置,确定主、从动轮由基准位置到初始啮合位置的转动相位,将主、从动轮旋转至初始啮合位置,建立斜齿轮初始啮合实体模型;建立一个接触线分布变化周期内斜齿轮副的啮合相位变化方程,通过对方程中啮合相位系数的控制,实现对接触线分布变化周期内斜齿轮副任意啮合位置的捕捉。数值实验的结果表明,基于该建模方法生成的斜齿轮啮合实体模型具有良好的几何精度,能够保证斜齿轮啮合仿真结果真实可信。  
        关键词：APDL;斜齿轮;最小接触线总长;啮合相位   
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        发布时间：2022-10-20
      • 桂佳清,王国庆,陈威振,翟佳星,何操
        2017, 41(5): 193-197. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.038
        摘要：针对便携式、微型化多地形适应型侦察设备的迫切需求,从仿生的角度设计出了一款四足侦察机器人。在确定采取外肘内膝总体对称布置后,首先完成了机器人腿部、支架和外壳等机构和结构件设计;随后对其中的腿部支撑、传动减振和关节驱动函数进行了设计说明;最后在动力学仿真软件中对四足机器人腿关节运动、整机运动、足端运动进行了运动学分析和慢跑步态的动力学分析,证明该机器人在运动平稳性和速度稳定性方面能够满足侦察设备的要求。  
        关键词：四足机器人;仿生;侦察机器人;步态   
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        发布时间：2022-10-20
      • 杨帆,吴贺利,罗晨晖
        2017, 41(5): 198-203. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.039
        摘要：针对轮腿式越障机器人,设计了一种新型可变结构的车轮,使得机器人可以在轮腿之间切换。介绍了可变结构的车轮的工作原理,在Pro/E中建立了三维模型;对车轮的展开范围进行了理论分析。为了验证分析结果,在ADAMS中对车轮的展开过程进行运动仿真。仿真结果与理论分析结果相近,说明所设计的车轮结构具有可行性。最后分析了该车轮的越障性能,结果表明,当车轮展开后,理论越障高度是展开前的2.2倍,并且成功攀越了200 mm高的台阶,表明该车轮结构具有较高的越障能力,可以应用到轮腿式越障机器人中。  
        关键词：轮腿式机器人;越障;变结构;运动仿真   
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        发布时间：2022-10-20
      • 石彦辉,冯光军,赵凯,于定跃,王明成
        2017, 41(5): 204-208. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2017.05.040
        摘要：对某自动变速器制动器钢片和摩擦片故障现象进行了深入细致地分析,发现由于热负荷集中于钢片内半径区域,引起制动器钢片波浪形翘曲变形,从设计、装配、试制加工、材料热处理及零件质量方面综合排查得知,钢片厚度薄、支撑结构设计不合理和碟形弹簧特性不一致是导致制动器故障的主要原因。针对该原因,利用ANSYS软件对钢片的厚度进行优化,对碟形弹簧进行筛选,按照不同特性进行分组使用,使制动器的寿命有了明显提高,并通过台架耐久试验,有效地解决了试验中制动器的故障问题。  
        关键词：制动器;钢片翘曲;有限元分析;结构改进   
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        发布时间：2022-10-20
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