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2018
年
第
12
期
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理论研究
基于XFEM的高速工况下齿根裂纹扩展规律研究
余洋,唐进元,刘尧喜,周炜
2018, 42(12): 1-6. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.001
摘要:基于扩展有限元方法和线弹性断裂力学理论,使用Fortran语言开发二维裂纹扩展计算程序,并对程序计算准确性进行验证。在此基础上,仿真计算离心力、初始裂纹参数和轮缘厚度系数(Backup ratio)对齿轮齿根二维裂纹扩展的影响,计算结果表明,齿根初始裂纹位置对齿根裂纹扩展的路径影响很大,初始裂纹位置越靠近齿槽中心位置,越容易发生齿轮轮缘断裂(裂纹沿径向扩展至断裂);齿轮轮缘厚度对齿根裂纹影响很大,轮缘厚度系数越小,越容易发生轮缘断裂,同时发生轮缘断裂的裂纹初始位置范围越大;离心力对齿轮齿根裂纹扩展影响很大,离心力越大,越容易发生轮缘断裂,同时发生轮缘断裂的裂纹初始位置范围越大;该研究成果对提高齿轮在高速工况下的可靠性和超安全性具有一定的工程应用价值。
关键词:扩展有限元法;高速齿轮;离心力;裂纹扩展
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发布时间:2022-10-20
齿面微观形貌对齿轮运动稳定性的影响
王威,阿达依·谢尔亚孜旦,申世宇
2018, 42(12): 7-12. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.002
摘要:为了研究齿面微观形貌对齿轮运动稳定性的影响,引入分形理论,通过真实齿面的特征数据,实现圆柱直齿轮齿面形貌的模拟;借助W-M函数、M-B分形接触模型和Hertz接触公式,建立考虑齿面凹凸不平的刚度和阻尼数学模型;分析不同加工方法对齿面法向接触刚度和阻尼的影响,运用MATLAB和ADAMS研究齿面法向阻尼对齿轮啮合振动特性影响的规律。结果表明,齿面微观形貌影响齿轮运动平稳性;加工方法影响齿轮的啮合刚度和阻尼;电化学光整加工与磨削和铣削加工相比,法向接触阻尼更大,更有助于减少齿轮振动,提高齿轮运动稳定性。
关键词:微观形貌;分形理论;接触阻尼;Adams;Matlab;运动稳定性
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发布时间:2022-10-20
考虑OAP影响的汽车发动机FEAD系统动力学特性研究
王二化,吴波,胡友民,杨叔子
2018, 42(12): 13-17. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.003
摘要:汽车发动机前端附件驱动(Front end accessory drive,简称FEAD)系统的动力学特性直接影响汽车的噪声(Noise)、振动(Vibration)和声振粗糙度(Harshness),进而影响汽车的安全性和舒适性。建立了考虑发电机超越皮带轮(Overrunning alternator pulley,OAP)影响的FEAD系统的非线性旋转振动模型。分析了OAP对FEAD系统动态特性的影响,得到了OAP系统刚度对张紧轮角度波动、带段B1和B3动态张力的影响。研究为FEAD系统和OAP的优化设计提供了必要的理论依据和实践指导。
关键词:前端附件驱动系统;发电机超越皮带轮;汽车发动机;动力学分析;非线性振动
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发布时间:2022-10-20
湿式离合器加压方式对其热结构耦合应力场影响研究
陈瑶,张志刚,石晓辉,梁美林,尹生
2018, 42(12): 18-22. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.004
摘要:结合湿式多片离合器实际结构和工作条件,运用Abaqus建立湿式离合器有限元分析模型,采用热结构直接耦合法对湿式离合器工作过程中摩擦副的Mises应力场进行了分析,研究了湿式离合器活塞的不同加压方式对摩擦副Mises应力场分布的影响规律。研究结果表明,加压方式对对偶钢片的最大应力分布和应力轴向传递速度具有重要影响,均匀加压方式下的高应力区带宽及应力沿轴向的传递速度均大于局部加压方式;局部加压方式的对偶钢片最大应力及径向应力梯度均大于均匀加压方式。
关键词:湿式离合器;应力场;加压方式;热结构耦合
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发布时间:2022-10-20
基于统一数学表达的弧面分度凸轮廓面方程的研究
李俭,饶雄,唐茂,邓嫄媛,熊美玲
2018, 42(12): 23-28. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.005
摘要:应用单参数曲面族包络面理论,计算和分析了弧面分度凸轮机构。通过齐次坐标变换,推导建立了圆柱滚子、圆锥滚子以及双曲线滚子的弧面分度凸轮轮廓曲面模型的统一数学表达式。通过实例,验证了该方法和模型的正确性。为压力角及主曲率表达式的推导奠定了基础;同时,为计算机辅助设计和制造空间凸轮提供了参考。
关键词:弧面分度凸轮;包络面理论;廓面方程;通用表达式
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发布时间:2022-10-20
考虑误差和修形的斜齿轮精确建模方法研究
袁勇超,刘忠明,毛继哲,曹延军,张坤
2018, 42(12): 29-33. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.006
摘要:根据成型法加工原理,分析了渐开线斜齿轮的齿廓修形、螺旋线修形及齿廓偏差、螺旋线偏差和齿圈径向跳动公差3种主要制造误差对齿廓形状的影响,分步导出了渐开线端面齿廓的各段曲线方程,利用相关软件拟合了误差曲线方程,并将误差曲线替换了理论曲线,从而生成了含修形和误差的实际齿轮齿廓模型和实体模型。
关键词:渐开线齿廓;修形;误差分析;成型法
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发布时间:2022-10-20
多跨度裂纹转子-滚动轴承动力学特性分析
申倩,谢伟松,刘佳杭,何振鹏
2018, 42(12): 34-42. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.007
摘要:在考虑由裂纹产生的附加刚度、滚动轴承非线性赫兹接触以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC(Varying compliance)振动的基础上,利用拉格朗日方程建立了滚动轴承支撑下含横向裂纹的双跨度转子模型,综合考虑离心、碰摩等故障,采用变步长Runge-Kutta法对单一及耦合故障导致的系统非线性动力学行为进行数值仿真,结合分岔图、轴心轨迹图、Poincaré截面图和三维谱图等,分析了裂纹扩展、裂纹角和滚动轴承径向间隙对系统响应的影响。结果表明,单一故障时,在超临界转速区有较大范围的混沌运动出现;耦合故障时,在亚临界转速区受不平衡旋转与VC振动的组合影响进入拟周期运动,超过临界转速后开始分频,表现出强非线性特性;裂纹较浅时对系统响应的影响不明显,裂纹较深时在高转速区系统响应变化明显;裂纹角对混沌运动影响较大、对周期运动无本质影响;系统响应对滚动轴承间隙的变化具有敏感性。研究结果对控制和预测旋转机械故障有一定的指导意义。
关键词:转子-滚动轴承系统;非线性响应;龙格库塔法;辛普森法;裂纹;碰摩
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发布时间:2022-10-20
设计计算
谐波齿轮传动保啮合性能的齿廓参数设计方法
董惠敏,张季丽
2018, 42(12): 43-47. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.008
摘要:提出了一种保啮合性能的齿廓参数设计方法,建立了齿顶干涉判式,确定了干涉区域,基于共轭点和干涉区域齿顶点生成样本点,引导齿廓参数设计。该方法在已知一个齿廓设计另一个齿廓参数的过程中,既能避免齿顶干涉又保证共轭区间的啮合性能,省略了反复仿真分析、检验及修正过程。以一种谐波传动的齿廓设计为例,给定柔轮齿廓参数设计出刚轮齿廓参数;误差与侧隙分析表明,所设计的齿廓参数与共轭齿廓接近度好、侧隙分布理想,重合度及最大啮合深度得到保证;说明了该齿形参数设计方法是有效且能保证啮合性能的方法。
关键词:谐波传动;啮合性能;齿廓参数;齿顶干涉
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发布时间:2022-10-20
斯特林发动机可变倾角斜盘传动非正交锥齿轮设计与强度分析
刘繁茂,罗芳芝,彭佑多
2018, 42(12): 48-53. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.009
摘要:非正交锥齿轮是四缸双作用斯特林发动机可变倾角斜盘传动装置关键部件,在斜盘倾角调节过程中承受较大的斜盘倾角维持力矩。为保证发动机可靠有效工作,锥齿轮的设计及精细强度分析尤为必要。基于此,针对大功率四缸双作用斯特林斜盘驱动发动机,依据可变倾角斜盘传动装置传动布局要求,开展了斯特林发动机非正交锥齿轮传动系统参数设计研究,建立了精细锥齿轮接触强度分析三维模型。其次,利用有限元分析软件Workbench进行了仿真分析,检验非正交锥齿轮传动系统性能。在此基础上,探讨了几何参数变化对锥齿轮啮合性能的影响。结果表明,在满足斯特林发动机整机结构参数设计要求情况下,齿轮最大形变量以及最大应力均随齿数在一定范围内增加而减小。这一结论将为非正交锥齿轮参数设计及动态分析提供一定的理论依据,为四缸双作用斯特林发动机可变倾角斜盘驱动系统的优化及性能提升提供理论参考。
关键词:有限元分析;非正交;锥齿轮;斯特林发动机
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发布时间:2022-10-20
新型人字齿同步带与带轮结构参数的优化设计
郭建华,邵悦,胡清明,李东生,姜洪源
2018, 42(12): 54-58. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.010
摘要:基于等共轭曲率高阶接触啮合理论,建立新型人字齿同步带和带传动三维模型,并利用非线性有限元分析软件对一对完全啮合状态的新型人字齿同步带与带轮进行应力与变形分析,研究了螺旋角、侧隙、带轮结构参数对带齿、强力层应力和变形影响变化规律;优化具有高综合承载能力新型人字齿同步带的结构参数。通过实验室台架疲劳寿命实验,证明新型人字齿同步带比同齿廓的直齿同步带疲劳寿命更长。
关键词:新型人字齿同步带;带轮;螺旋角;侧隙;带轮沟槽宽度
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发布时间:2022-10-20
平面四杆机构少位置设计要求特征提取方法
丁健生,刘文瑞,孙建伟
2018, 42(12): 59-63. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.011
摘要:针对数值图谱法无法直接求解平面四杆机构少位置设计要求的轨迹综合问题,基于复函数最小二乘法,提出了一种利用傅里叶级数对少位置点近似逼近,实现少位置离散点特征提取的方法。发现了少位置点的平移、旋转、缩放后的特征参数与原始位置少位置点的特征参数之间的内在联系。结合数值图谱法,对平面四杆机构少位置设计要求轨迹综合问题进行求解。综合结果证明,所提出的方法对少位置设计要求的轨迹综合问题具有适用性和有效性。
关键词:特征提取;平面四杆;傅里叶级数;归一化
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发布时间:2022-10-20
RV-550E型减速器摆线轮齿廓修形多目标优化设计
汪泉,秦争争,赵大兴,王君,陈智龙,严子成
2018, 42(12): 64-69. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.012
摘要:为获得综合性能最优的摆线轮齿廓,提出了一种摆线轮齿廓修形多目标优化设计方法。介绍了摆线轮的齿廓方程和修形理论,进行了摆线轮齿面接触力理论计算,建立了综合考虑摆线轮啮合特性和齿面接触力的双目标优化模型,采用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化求解,并与单目标修形方法进行对比。研究结果表明,相比于摆线轮齿面接触力最小的优化方法,该方法与转角修形齿廓的拟合度提高了3. 99倍;相对于与转角修形齿廓拟合度最高的优化方法,该方法的齿面接触力减少了4. 98%,实现了摆线轮多目标综合最优,证明了该方法的可行性和优越性。
关键词:RV-550E减速器;齿廓修形;NSGA-Ⅱ;多目标
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发布时间:2022-10-20
圆环面包络圆弧圆柱蜗杆副传动效率优化设计
曲东越,张春宇,徐建安,张日来
2018, 42(12): 70-75. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.013
摘要:基于齿轮啮合原理以及圆环面包络圆弧圆柱蜗杆副(ZC1型)啮合理论数学模型,获得了蜗杆副瞬时接触线的变化趋势;分析了诱导法曲率、润滑角、瞬时接触线和合速度方向夹角等基本参数对传动效率的影响;选取模数m、变位系数x和导程角γ等3个对传动质量影响较大的参数作为设计变量,建立优化模型。利用粒子群优化算法,对圆环面包络圆弧圆柱蜗杆副传动效率进行优化。将优化前后的结果进行比较,借助KISSsoft进行仿真,得知优化后的圆环面包络圆弧圆柱蜗杆副传动效率有一定的提高,对圆环面包络圆弧圆柱蜗杆副的参数设计有参考意义。
关键词:圆环面包络圆弧圆柱蜗杆副;瞬时接触线;传动效率;粒子群优化
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发布时间:2022-10-20
一种空间模块化桁架式展开机构及其运动过程分析
曹巨江,陈园,魏妍,郑杭妮
2018, 42(12): 76-79. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.014
摘要:为设计一种折叠率高的新型空间桁架式展开机构并分析其运动过程,提出了由两个四棱锥对称布置组成的空间2自由度模块化可展单元。首先,阐述了空间桁架式展开机构的模块化组成原理。其次,根据机构顺利折叠条件推导了构件的几何协调方程。最后,根据展开过程的动作特征,将空间桁架式展开机构简化为平面机构并计算自由度,基于闭环矢量法对机构进行运动学分析。
关键词:空间桁架式展开机构;模块化可展单元;几何方程;运动学分析
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发布时间:2022-10-20
谐波传动新齿形的设计及性能分析
余金宝,范元勋
2018, 42(12): 80-85. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.015
摘要:基于刀具基本齿廓,根据齿廓法线法求得柔轮齿廓,再通过包络理论求解出与其共轭的刚轮齿廓。利用Matlab软件的数据处理和绘制图形功能,编程显示出刚柔轮齿廓的参数及形状,并进行新齿形啮合性能的判断,计算出理论啮合弧长及同时啮合的齿对数。对柔轮齿廓上每个点在啮入过程中与刚轮齿廓的侧隙值进行求解,找出最小侧隙值并进行规律分析,验证刚柔轮不发生啮合干涉。分析柔轮变形引起的轮齿偏斜现象,针对此现象引起的刚柔轮啮合问题,采用修改变位系数的方法,在不改变柔轮齿廓参数的条件下,设计刚轮的三维齿廓来避免啮合干涉。
关键词:谐波传动;新齿形;啮合性能;三维齿廓
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发布时间:2022-10-20
基于傅里叶级数从动件运动规律的凸轮设计方法与性能分析
李雪军
2018, 42(12): 86-92. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.016
摘要:基于傅里叶级数与高斯平方差最小原则提出了一种高速凸轮设计方法。分析了傅里叶级数从动件运动规律的凸轮(简称傅氏级数凸轮)设计原理及其位移函数的构造。以对心平底推杆盘型凸轮机构为例,设计了傅氏级数凸轮的凸轮廓线。建立了含傅里叶级数凸轮的发动机配气机构,对配气机构的固有模态和气门运动特性进行分析,验证了傅里叶级数凸轮的工作性能。发现在一定转速范围内,气门位移曲线主要取决于凸轮廓线。气门速度曲线的峰值会随凸轮轴转速的升高和气门间隙的增大而变大。在升程过程中,气门加速度先升高再降低。回程过程中,加速度的变化趋势与升程过程近似对称。
关键词:傅里叶级数;凸轮;固有模态;性能分析
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发布时间:2022-10-20
一种绳牵引上肢康复机器人结构设计与有限元分析
余俊炜,许洪斌,徐涛金,张成杰,路世青
2018, 42(12): 93-97. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.017
摘要:针对现有上肢康复机器人具有惯性冲击大易造成患者二次伤害的问题,采用混联机构形式,设计一种绳牵引式上肢康复机器人的新构型。为保障该康复机器人的安全性和稳定性,采用ANSYS Workbench对上肢康复机器人结构进行静强度分析与模态分析,并应用多目标遗传算法对支撑机架进行了轻量化优化设计。分析结果表明,相比较优化前,支撑机架总质量减少了48%,同时得到优化后整体机架的固有特性,为后期控制策略做准备。
关键词:混联机构;绳牵引;康复机器人;有限元分析
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发布时间:2022-10-20
试验分析
超短筒杯形和礼帽形谐波齿轮柔轮筒底应力的几何参数敏感性分析
邢静忠,张泽,陈晓霞,姚云鹏
2018, 42(12): 98-103. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.018
摘要:随着谐波齿轮长径比的减小,柔轮筒底的应力会急剧上升。为降低超短筒柔轮筒底应力,建立参数化杯形和礼帽形柔轮实体有限元模型,分别计算了装配状态和负载工况下柔轮最高应力及其分布规律。对比计算长径比、膜板宽度和倒圆半径等几何参数对柔轮筒底最高装配应力和负载应力的影响规律。研究发现,超短筒杯形柔轮适用于小负载传动,超短筒礼帽形柔轮更适用于大负载传动;礼帽形柔轮更易于通过增大膜板宽度减小筒底应力。
关键词:谐波齿轮;杯形柔轮;礼帽形柔轮;超短筒;装配应力;有限元
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发布时间:2022-10-20
启停阶段圆柱滚子轴承动态特性分析
涂文兵,何海斌,刘乐平,罗丫
2018, 42(12): 104-108. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.019
摘要:启停过程普遍存在于旋转机械设备中,该过程转速的变化对滚动轴承动态性能的影响甚大,然而启停阶段滚动轴承动态特性的研究相对缺乏。以圆柱滚子轴承NU306为研究对象,建立了圆柱滚子轴承非线性接触的三维动态有限元模型。采用显式动力学有限元法对圆柱滚子轴承在不同角加速度和径向载荷条件下的启停过程进行了动态仿真,研究了角加速度和径向载荷两个工况参数对其启停阶段保持架角速度、内圈质心位移,以及所有滚子与保持架接触力等动态特性的影响,并进行了实验验证。研究结果表明,内圈角加速度的增大会加重滚动轴承启停过程的打滑,而径向力的增大会减小滚动轴承启停过程的打滑;在启停阶段,角加速度和径向力愈大,则内圈质心位移以及滚子与保持架接触力越大。仿真结果与实验结果吻合良好,验证了所建立有限元模型的有效性。
关键词:圆柱滚子轴承;有限元模型;启停阶段;动态特性;显式动力学
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发布时间:2022-10-20
双矩形腔静压推力轴承内部流场动态分析
张艳芹,权振,冯雅楠,孔鹏睿,孙吉昌,孔祥滨
2018, 42(12): 109-113. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.020
摘要:以Q1-205型双矩形腔静压推力轴承为研究对象,采用理论分析、动态仿真和实验测试相结合的研究方法,针对6种入口流速和3种工作转速工况油膜厚度变化对静压轴承的速度场、涡度及压力场进行了分析。采用动网格技术得出不同工况参数下膜厚与封油边流量、涡度、油膜压力关系曲线,揭示了油膜性能动态变化规律。研究发现,油腔内的低速区和高涡度区集中分布于逆流侧封油边处,且油膜厚度越小集中现象越显著,随着入口流速增大,油腔压力升高,低膜厚下高速时由于压力损失严重使得腔内压力随工作转速的增加而有所减少。
关键词:双矩形腔静压轴承;速度场;动网格;涡度;压力场
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发布时间:2022-10-20
谐波减速器核心部件结构应力分析
张雷,杨伟超,蒋倩倩,王成,黄维
2018, 42(12): 114-117. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.021
摘要:针对柔轮设计中高寿命、高承载能力的问题,以柔轮各部分圆角和波发生器为研究对象,在ANSYS中进行参数化建模,采用中心复合设计方法进行试验采样,并基于响应面法进行优化分析,选取了柔轮刚度和内壁、齿圈、杯底3处应力观测点为观测对象,得出了各圆角尺寸对应力和刚度的影响规律;分析结果表明,增大柔轮各倒角结构尺寸,能有效降低各处应力集中情况,提高柔轮刚度;在综合考虑柔轮应力与刚度变化情况的基础上,选取了柔轮设计最优的结构参数;为增加柔轮刚度,改善柔轮承载能力,在柔轮杯底设计了拔模特征,并对该结构进行了分析和优化;可以增大非标准椭圆凸轮波发生器短轴径向变形量以减小柔轮应力。
关键词:柔轮;有限元;结构设计;优化设计;刚度;拔模特征;非标准椭圆凸轮
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发布时间:2022-10-20
某航空弧齿锥齿轮热-结构耦合有限元分析
姚会君,刘世军,徐文博,刘杰,王晓鹏
2018, 42(12): 118-122. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.022
摘要:根据传热学、齿轮啮合原理、摩擦学等基本理论,采用热-结构耦合理论以及有限元仿真分析方法,建立了某航空用弧齿锥齿轮副三维有限元模型,对弧齿锥齿轮副进行了结构载荷分析和整体热-结构耦合分析,并对结果进行对比分析。最后,采用KISSsoft机械传动设计分析软件对结果进行了对比分析和验证。结果表明,最大接触应力发生在啮合面上靠近齿顶处,近似呈椭圆形分布,由于本体温度场的影响,轮齿热-结构耦合分析最大接触应力相对静态接触应力和KISSsoft中的接触应力分别增加了5. 3%和7. 45%,说明有限元分析结果与KISSsoft解析结果的一致性,从而为弧齿锥齿轮副的结构优化和轮齿修形提供了理论依据。
关键词:弧齿锥齿轮;热-结构耦合;温度场;有限元分析;KISSsoft
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发布时间:2022-10-20
摩擦负载下差速器故障切换和模式分析
刘亭,赵国平,闫海媛,崔佩娟,孙需要
2018, 42(12): 123-128. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.023
摘要:为了进行双输入差速器加减速情况下的故障切换分析,推导了差速器双路工作和单路工作情况下的刚体动力学公式,并总结了规律。以此为基础,分析了单路工作(主备)和双路工作(主主)时的故障切换和模式分析。由分析结论可知,当输出侧负载只有摩擦负载时,由于摩擦负载始终与运动速度方向相反,这种特性使得不管切换路是否切换进来,摩擦负载始终为阻力而非动力,有助于故障通道减速制动。分析了四种故障切换方案,第一种故障切换方案始终为单路工作模式,单路工作的加速能力优于双路工作,切换方案不仅简单,而且故障切换时间短,建议采用第一种故障切换和模式方案。
关键词:行星差速器;刚体动力学;故障切换;模式分析
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发布时间:2022-10-20
支撑方式对大型风电增速齿轮箱静力学性能影响研究
吉科峰,张世界
2018, 42(12): 129-134. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.024
摘要:由于大型风电齿轮箱体积大、质量重,不同支撑方式下其箱体静力学特性及齿轮接触特性有所不同。以某型号大功率风电增速器为研究对象,以其极限载荷下性能参数为依据,利用有限元法研究不同支撑方式对风电增速器静力学影响,并对计算结果进行对比分析。结果表明,与增速器底部无支撑相比,当增速器底部有脚支撑时,增速器箱体应力和变形大大降低,增速器齿轮接触应力变化较小,第一级齿轮传动啮合错位量变化较大。研究结果可为大型风电增速齿轮箱的设计与优化提供依据。
关键词:啮合错位量;支撑方式;风电增速器;静力学分析
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发布时间:2022-10-20
可调速永磁异步耦合器研究
上官璇峰,宋伟康,李正修,蒋思远
2018, 42(12): 135-142. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.025
摘要:针对筒式可调速永磁异步耦合器的两种结构鼠笼式和复合实心式的传动性能进行研究以及性能比较,旨在不同应用场合中提高永磁异步耦合器传递效率和功率。首先,利用有限元法计算,讨论鼠笼转子槽参数对鼠笼式永磁异步耦合器的传递转矩和启动转矩的影响,以及铜层厚度对复合实心式永磁异步耦合器的传递转矩和效率的影响;然后,对3种尺寸规格永磁异步耦合器两种结构的机械特性、温度和调速特性进行对比分析。结果表明,鼠笼式永磁异步耦合器可以在高转速下提供更高的输出转矩,可以应用于高转速高输出场合。
关键词:磁力耦合器;有限元;调速特性;温度场;传动性能
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发布时间:2022-10-20
开发应用
机器人用RV减速器综合性能试验台技术研究与开发
王瑞欣,刘红旗,张敬彩,弓宇,吴哲
2018, 42(12): 143-145. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.026
摘要:针对RV减速器的各种性能及精度的试验检测,研制了RV减速器综合性能试验台,可完成传动精度、扭转刚度、背隙、启动停止转矩及空载摩擦转矩等项目测试。试验台基于光、机、电等先进测量技术,提出了光栅高频细分、精密装配和误差补偿等专有技术,实现了高达1″的高精度测量和多性能综合测量,并实现了系列化。通过用户使用验证,完全满足工程试验测试需求。
关键词:RV减速器;试验台;检测
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发布时间:2022-10-20
泵用圆弧转子造型与尺寸的参数化与最优化研究
李玉龙,张宸赫,冉光泽
2018, 42(12): 146-149. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.027
摘要:为实现泵用圆弧转子的造型参数化与尺寸最优化,由共轭关系构建峰圆弧与谷圆弧两类情况下的全参数型线方程与三维模型。其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,圆弧转子副所占方体的空间体积为目标函数,形状系数上限值、中心距取整和宽径比为约束函数,构建优化模型和实例分析。结果表明,峰圆弧与谷圆弧转子的两类型线,经三维模型验证,均能实现零件与装配件的全参数化;容积利用系数的拟合精度高,3阶的多项式拟合足能满足设计要求;实例参数下103 mm节圆半径和1. 394 4形状系数的优化结果,说明转子尺寸存在优选的必要性。为泵用其它型线的转子提供了一种全参数的优化设计方法。
关键词:罗茨泵;圆弧转子;造型参数化;容积利用系数;设计最优化
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发布时间:2022-10-20
利用模态试验和有限元分析确定材料特性参数的方法
王立新,陈林凯
2018, 42(12): 150-154. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.028
摘要:以某型号行星齿轮减速器的箱体前壳零件为研究对象,采用LMS模态测试系统进行锤击法自由模态试验,用模态分析软件LMS Test. Lab对采集到的数据进行处理,识别出零件的前8阶固有频率和阻尼比,根据模态置信准则对得到的模态结果进行验证。结果表明,试验模态参数识别结果可靠。由于箱体具体材料、牌号未知,不能建立准确的有限元模型,而利用数值模拟和试验结合的手段,采用多因子正交试验法制定了试验参数组,最终得到了可靠的材料属性参数。
关键词:模态试验;参数识别;数值模拟;正交试验
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发布时间:2022-10-20
风电齿轮箱齿轮修形设计及研究
陈方明,王庆良
2018, 42(12): 155-159. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.029
摘要:通过研究分析轴齿轮的变形,从而确定轴齿轮的螺旋线修形;通过齿轮动力学数学建模为传动误差提供理论基础。对某2 MW风电齿轮箱输出齿轮副齿轮进行齿轮修形设计;利用KISSsoft软件对齿轮副进行齿廓修形,根据MASTA软件对某2 MW风电齿轮箱进行建模,根据输出轴齿轮变形及相关公式设计输出齿轮轴齿轮的螺旋线修形;根据风电齿轮箱仿真分析比较修形前后齿轮齿面载荷分布、传动误差各项性能指标。根据某2 MW风电齿轮箱的试验研究分析各个工况下输出端振动速度的情况以及齿轮啮合情况,分析确定修形的合理性。
关键词:齿轮修形;齿轮箱;动力学;仿真分析;试验研究
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发布时间:2022-10-20
基于EMD-SVD与PNN的行星齿轮箱故障诊断研究
张安安,黄晋英,卫洁洁,庞宇
2018, 42(12): 160-165. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.030
摘要:针对行星齿轮箱振动信号故障特征提取困难的问题,提出了一种基于EMD-SVD与概率神经网络相结合的故障诊断方法。首先,利用经验模态分解方法将去噪后的振动信号自适应地分解为多个本征模函数。其次,利用相关系数和方差贡献率选取一定量的本征模函数,并将其构成的矩阵进行奇异值分解得到特征向量。最后,将特征向量输入概率神经网络进行故障诊断。在行星齿轮箱故障诊断实验台上进行了实验,并与基于能量熵构成的特征向量进行了对比,结果验证了该方法的有效性。
关键词:行星齿轮箱;经验模态分解;奇异值分解;概率神经网络;故障诊断
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发布时间:2022-10-20
基于轮廓波变换和局部二元模式的齿轮箱故障分类方法研究
张方东
2018, 42(12): 166-169. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.031
摘要:针对实际工况中难于提取齿轮箱故障特征的问题,根据轮廓波变换的全局纹理和局部二元模式的局部纹理特性,提出了一种基于振动信号时频图像的故障特征提取方法。首先,利用小波变换将振动信号变换到时频域并得到其时频灰度图像;然后,对该灰度图像进行轮廓波变换,得到低频和高频子带部分,提取低频子带的均值和标准差以及高频子带各层的能量均值作为一部分特征向量;同时,对该时频灰度图像进行局部二元模式的特征值提取并得到另一部分特征向量,将两部分特征向量进行组合连接得到最终的特征向量;最后,利用支持向量机对齿轮箱不同程度故障进行分类测试,实验结果表明了该方法的有效性,为机械设备的模式识别提供了一种方法。
关键词:轮廓波;局部二元模式;时频图像;支持向量机;模式识别
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发布时间:2022-10-20
基于CPFs的齿轮箱复合故障特征提取
叶美桃,柴慧理
2018, 42(12): 170-174. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.12.032
摘要:由于方法选择不当,齿轮箱中复合故障的特征提取会出现漏诊断或误诊断现象,LMD(Local mean deconvolution)对信号分解时由于噪声影响,会出现EMD(Empirical mode decomposition)相似的模态混叠现象,常导致能量泄漏或误诊现象。提出了一种CPFs-MOMEDA(Combined physical functions-Multipoint optimal minimum entropy deconvolution adjusted)的齿轮箱复合故障诊断方法。首先通过LMD对原信号降噪,得到一系列的PFs,通过相关系数法剔除虚假分量和残余成分;计算每层PF(Production function)的多点峭度,提取故障特征周期,将不含周期性冲击的PFs二次剔除,为了保持原信号的完整性,通过组合乘积函数方法重新组合具有相同周期的PF;最后设定不同的周期区间,通过MOMEDA对组合后的信号降噪,进一步提取故障特征。并将此方法应用在齿轮箱复合故障特征提取中,验证了此方法的可行性。
关键词:复合故障;局部均值分解;组合乘积函数;最优最小熵反褶积
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发布时间:2022-10-20
《机械传动》2018年总目次
2018, 42(12): 175-183.
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发布时间:2022-10-20
《机械传动》征稿简章
2018, 42(12): 184.
摘要:<正>《机械传动》杂志创刊于1977年(原名齿轮),由中国机械工业联合会主管,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齿轮分会共同主办,中国机械工程学会机械传动分会协办。本刊是中文核心期刊,中国科技核心期刊,中国核心学术期刊,中国科学引文数据库和中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊,中国期刊网、中国学术期刊(光盘版)、万方数据、维普数据库、超星期刊域出
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发布时间:2022-10-20
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