最新刊期
      2018 年 第 4 期

        理论研究

      • 阴贺生,张秋菊,宁萌
        2018, 42(4): 1-6. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.001
        摘要：针对三轮全向移动机器人在运动过程中产生的滑动现象,提出一种基于滑动动力学模型的轨迹跟踪控制方法。在三轮全向移动机器人运动学以及动力学建模的基础上,通过分析轮毂滚动方向和滚子滚动方向上的车轮接触摩擦力,提出了一种滑动动力学模型,并将该模型引入三轮全向移动机器人闭环运动控制系统,以提高其轨迹跟踪控制精度。在Matlab/Simulink平台上进行轨迹跟踪控制仿真。结果表明,基于滑动动力学模型的三轮全向移动机器人运动控制系统具有较好的稳定性和准确性。  
        关键词：滑动;轨迹跟踪;动力学模型;机器人   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李天兴,许景辉,杨婧钊,周军香,王国峰,邢春荣
        2018, 42(4): 7-10. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.002
        摘要：针对目前基于齿轮测量中心的直齿锥齿轮齿面误差测量结果包含修形误差和加工误差的现状,提出一种基于直齿锥齿轮实体造型数据来获取齿面误差测量所必需理论数据的方法。根据齿轮结构设计,依据安装距确定实体造型坐标系原点位置,建立基准面,根据计算得到的平面网格节点,建立旋转投影线模型,将一系列点变换到齿面上,结合UG Open编程技术,在齿面上对点进行分析,可提取到齿面测量点的坐标和单位法矢量,从而为基于齿轮测量中心的直齿锥齿轮齿面误差测量提供了新的途径。  
        关键词：直齿锥齿轮;齿轮测量中心;齿面测量;实体造型;理论数据提取   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李想,李为民,冯少辉,张建军,于珊珊
        2018, 42(4): 11-15. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.003
        摘要：针对现有的球面并联机构在大球面工作空间应用领域,其工作空间不足的问题,提出一种具有全球面工作空间的解耦球面并联机构。首先,依据摩擦圆对转动副转动范围的限制,对机构进行了改进设计,实现了机构全球面工作空间及自由度计算;其次,利用封闭矢量法,求解机构位置正反解解析表达式;最后,根据机构输入与输出参数之间关系,推导得到机构速度雅可比矩阵,并验证了机构具有完全解耦特性,为机构应用于全球面工作空间领域提供了理论基础。  
        关键词：球面并联机构;摩擦圆;全球面工作空间;解耦   
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      • 叶明,代均,李思,公冶祥玉,夏超
        2018, 42(4): 16-22. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.004
        摘要：提出了EMCVT作为纯电动汽车动力传动装置的方案,利用MATLAB/Simulink建立了搭载EMCVT纯电动汽车的整车模型。借助LABCAR建立动力传动系统硬件在环仿真平台,进行整车动力传动系统硬件在环仿真实验。验证EMCVT控制单元的功能及其调速策略的有效性和方案的可行性。结果表明,EMCVT控制策略能够实现速比的连续调节,控制策略有效,EMCVT作为纯电动汽车动力传动装置方案可行。  
        关键词：EMCVT;硬件在环;电动汽车;控制策略   
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        发布时间：2022-10-20
      • 贾森,陈勇,臧立彬,武一民
        2018, 42(4): 23-26. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.005
        摘要：为研究磷酸锰转化涂层对齿轮啮合温度的影响,综合运用齿轮啮合理论、摩擦学和传热学知识,并结合SRV摩擦磨损试验测得的涂层和非涂层情况下的摩擦因数,从而精确地计算出齿轮的摩擦热流密度、对流换热系数等边界条件及载荷;最终得到涂层前后齿轮轮齿的稳态温度场分布,并分析了转速、转矩等参数对齿轮稳态温度场的影响。研究结果表明,涂层处理后齿轮的最高温度低于未涂层齿轮的最高温度,为齿轮的抗疲劳、抗胶合研究提供了参考依据。  
        关键词：涂层齿轮;摩擦磨损;热流密度;对流换热系数;稳态温度场   
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        发布时间：2022-10-20
      • 吴北斗,包广清,刘小宝
        2018, 42(4): 27-32. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.006
        摘要：相比于传统的永磁涡流联轴器,导体盘开槽结构的涡流联轴器可以规划涡流路径,减少杂散涡流,提高转矩输出,从而增强装置的传动性能;但同时不合理的开槽数量和结构会导致输出转矩降低、转矩波动严重,使涡流联轴器的传动稳定性降低,控制难度加大。通过对永磁涡流联轴器的开槽数量和结构进行分析对比,提出一种合理的开槽数量和结构设计方案,可以为永磁涡流联轴器的设计应用提供重要的参考。  
        关键词：永磁涡流联轴器;开槽;极槽配合;齿槽转矩;有限元   
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        发布时间：2022-10-20
      • 马玉娟,吉卫喜,宋丽娟,靳小马
        2018, 42(4): 33-38. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.007
        摘要：为了降低ZC1型蜗杆副在传动时的振动与噪声,需对其动态特性进行研究。基于集中质量法建立了ZC1型蜗杆减速器传动系统的动力学分析模型,在MATLAB中运用4阶变步长RungeKutta法对量纲归一化的方程组进行求解,得到了系统的动态响应曲线。进一步研究了输入转速、啮合刚度和啮合阻尼等3个参数变化对系统振动特性的影响规律,结果表明,y、z和扭振方向从多周期运动向近混沌运动演变,输入转速、啮合刚度和啮合阻尼对减速器的y、z和扭振方向比x方向的运动规律更容易受到影响。研究结果为ZC1型蜗杆减速器后续的动态优化设计提供依据。  
        关键词：蜗杆减速器;啮合刚度;振动特性   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张文涛,张智鑫
        2018, 42(4): 39-42. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.008
        摘要：依据流体动压润滑气穴两相流理论,运用计算机流体力学（CFD）方法,针对阶梯面滑动轴承流体动压润滑模型,直接求解N-S方程进行数值分析,考察阶梯面滑动轴承阶梯深度比、长度比、阶梯数和转速对承载承载特性的影响规律。分析结果表明,其他条件一定时,阶梯深度比相对长度比对轴承承载力的影响更显著,深度比为1.7,长度比为1.3,轴承承载力均处于最大,转速对轴承承载力影响呈线形增加,阶梯数对承载力的影响呈现先增加后减小的变化规律。  
        关键词：阶梯面轴承;两相流;承载力;优化设计   
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      • 王繁生
        2018, 42(4): 43-46. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.009
        摘要：考虑到输送带的黏弹性,结合有限元离散方法和多体动力学理论,提出用刚体单元描述输送带的刚性特征,以弹簧阻尼单元描述输送带的柔性特征,对输送带进行离散建模。运用拉格朗日方法推导刚体元的动力学微分方程,用递推组集方法建立带式输送机系统的柔性多体动力学方程。用该方法对一带式输送机的起动阶段运行速度进行了仿真分析,通过仿真分析结果与实测数据的对比,验证了方法的正确性和实用性,为带式输送机动态设计方法的进一步研究提供了可借鉴的参考数据和理论依据。  
        关键词：黏弹性;刚体元;弹簧阻尼元;柔性多体动力学;输送带;刚体有限元法   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李钊刚,廖明建,赵颖
        2018, 42(4): 47-51. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.010
        摘要：对复合行星齿轮技术的特点作简要分析,并对其均载性能及均载系数的取值作了重点论述,给出了各啮合点最大相位差的计算方法和齿轮扭转角均载效果的计算方法。复合行星除太阳轮浮动外,内齿圈也有一定的浮动量;且其双联行星轮轴、内齿圈和主轴的连接段都会产生一定的扭转变形;通过算例说明,太阳轮和内齿轮的扭转变形量都比简单行星大的多,补偿制造偏差的能力要强的多;因此会有更低的均载系数。根据理论分析及已经取得的测试数据和实际设计的成功应用证明,风电齿轮设计中4个行星轮的复合行星的均载系数取1.10是适宜的。  
        关键词：复合行星;简单行星;均载系数;扭转刚度;扭转角;补偿;浮动   
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        发布时间：2022-10-20

        设计计算

      • 龙慎文,王优强,周亚博,魏聪
        2018, 42(4): 52-56. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.011
        摘要：采用正交试验法与控制变量法相结合的设计方法,基于ANSYS有限元静态分析,得到水润滑螺旋阶梯腔橡胶艉轴承的力学性能情况。根据该结果基于Minitab对艉轴承进行极差分析,得到结构参数对其力学性能的影响关系规律,最后利用Design Exploration模块对艉轴承进行了曲面响应分析以及多目标优化,使其力学性能得到显著提高。  
        关键词：水润滑;螺旋阶梯腔;有限元;多目标优化   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张远华,苟向锋,陈晓芳,王宗禄
        2018, 42(4): 57-61. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.012
        摘要：为求得STAUBLI某型号电子多臂机旋转变速机构的共轭凸轮精确轮廓,测绘原始共轭凸轮轮廓面数据及其他主要零件尺寸,通过CREO软件建立旋转变速机构的三维实体模型并进行运动学仿真分析,得到再设计前的从动件角位移、角速度和角加速度曲线。从运动学设计角度出发,基于理论推导建立共轭凸轮理论轮廓线的数学模型,再设计共轭凸轮曲线方程,数值求解曲线方程,得到共轭凸轮理论轮廓曲线,由该理论轮廓曲线建立共轭凸轮三维实体模型,并代入旋转变速机构进行运动仿真分析。分析结果表明,再设计的共轭凸轮的运动曲线光滑,能够满足工作要求。  
        关键词：共轭凸轮;多臂机;旋转变速机构;再设计   
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        发布时间：2022-10-20
      • 杜常清,邓茹月
        2018, 42(4): 62-66. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.013
        摘要：对某款轻型纯电动客车设计了单级、双级和4级变速器3种方案,并对其匹配动力总成参数。通过Cruise软件,建立整车模型,分别对3种方案进行动力性和经济性仿真,对比分析仿真结果,发现多级变速器的动力性和经济性均高于单级减速器。由于4级变速器车型的动力性和经济性较双级变速器车型都无较大改善,且挡位增加存在换挡困难、制造成本增加等问题,因此双级变速器相对而言具有综合性的优势。  
        关键词：纯电动汽车;动力系统;参数匹配;变速器;Cruise仿真   
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        发布时间：2022-10-20
      • 侯庚,张迎辉,葛宰林,汝学斌
        2018, 42(4): 67-70. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.014
        摘要：为减少大型矿用电铲推压减速器箱体的材料用量,实现箱体轻量化,对上箱体进行了拓扑优化。在电铲推压减速器箱体有限元应力分析的基础上,运用变密度法,将上箱体质量作为优化目标,将箱体最大应力、箱体壁厚和剩余百分比作为约束条件,根据上箱体力的传递路径,实现电铲推压减速器上箱体的拓扑优化。并应用有限元法对优化前、后的箱体应力情况进行对比分析,依据标准ISO 6336:2006和标准ISO/TS 16281:2008分别进行优化前、后齿轮应力（包括齿面接触应力和齿根弯曲应力）与轴承寿命的对比分析。优化结果表明,减速器上箱体拓扑优化对箱体应力和轴承疲劳寿命影响极小,该优化使齿轮应力略有增加,但依然满足齿轮强度要求。  
        关键词：矿用电铲;减速器;箱体;拓扑优化   
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        发布时间：2022-10-20
      • 焦飞,陈力航,戴孟莲,李旭,姚雷
        2018, 42(4): 71-75. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.015
        摘要：根据第五届全国大学生工程实训大赛的要求,设计并制作基于圆柱凸轮结构的"8字形"无碳小车。根据规划的无碳小车理论轨迹,对小车的传动机构和转向机构进行了设计和参数计算,得出了小车的运动方程,结合Solid Works中的Motion分析对小车运动轨迹进行仿真,并对圆柱凸轮等关键参数进行优化。试验结果表明,该无碳小车能完成11次"8字形"寻迹运动,实现了按预定轨迹行走的目的,验证了该机构的合理性。  
        关键词：无碳小车;传动机构;转向机构;圆柱凸轮;仿真   
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      • 冯占荣,盛伟,王利霞
        2018, 42(4): 76-79. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.016
        摘要：针对渐开线齿轮传动存在的缺点,综合面齿轮传动的各项优点,将圆弧齿廓应用于面齿轮,提出圆弧齿廓面齿轮传动。采用理论分析、数值计算与物理实验相结合的研究方法对圆弧齿廓面齿轮齿面进行设计。基于齿轮啮合原理和微分几何理论,首先对圆弧齿条基本齿形的共轭齿形齿条齿面方程进行建模,然后利用包络成形理论推导出了加工圆弧齿廓面齿轮的刀具齿面方程,进而由刀具与圆弧齿廓面齿轮互为包络成形理论推导出面齿轮的工作齿面及过渡曲面的方程。最后应用MATLAB软件编程求解出齿面点集并导入到CATIA软件中自带宏程序的EXCEL表格中,运行宏程序并生成轮廓曲线,再利用曲面拟合的方法得到圆弧齿廓面齿轮的三维物理齿面。经与切齿包络仿真模型对比,验证了其准确性。  
        关键词：圆弧齿廓;面齿轮;齿面方程;Matlab;CATIA;仿真   
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      • 张国芬,郭再泉,宋震,刘晋霞
        2018, 42(4): 80-86. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.017
        摘要：根据自动变速器行星齿轮机构的特点和要求,在保证传动比合理和体积减小等40个约束条件下,以行星齿轮机构中各齿轮强度均等或接近于优化目标,建立齿轮齿面接触疲劳应力差值最小和齿根弯曲疲劳应力差值最小的优化模型,并用MATLAB进行优化计算。与原设计比较,优化设计的行星齿轮机构的齿面接触疲劳应力和齿根弯曲疲劳应力的最大值、应力差值以及整体应力都下降,特别是齿根弯曲疲劳应力最大值减小了12.24%,而且所有齿轮的齿根弯曲疲劳应力几乎相等,优化效果明显。优化设计的行星齿轮机构体积比原设计小3.54%,而且在传动比、尺寸参数和工艺参数方面,优化设计也都有优势。  
        关键词：自动变速器;行星齿轮机构;优化设计;齿面接触疲劳应力;齿根弯曲疲劳应力   
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      • 李志明,王玉林,汤金沁,郝希阳
        2018, 42(4): 87-91. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.018
        摘要：提出了一种新型行星齿轮插电式并联混合动力传动装置。利用优化算法得到了行星齿轮传动装置的主要参数。为了评估其燃油经济性和动力性能,参照国产某品牌SUV车型参数,基于ADVISOR软件建立了插电式混合动力车辆的仿真模型,在NEDC循环工况下对该插电式混合动力车辆模型进行了电荷耗尽模式和持续充电模式仿真。结果表明,所提出的新型混合动力系统能够满足GB/T 32694—2016要求。新型行星齿轮插电式混合动力系统仅使用一台电动机,混合动力装置结构紧凑,价格低廉,占用空间小。  
        关键词：行星齿轮;混合动力;速比匹配;ADVISOR二次开发   
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        试验分析

      • 周杰,高宏力,王奉晨
        2018, 42(4): 92-96. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.019
        摘要：为获得自主设计的丝杠可靠性试验台的动态特性,对试验台进行有限元动力学建模。针对丝杠系统具有大量可动结合部、但传统有限元方法不能很好模拟结合部接触的特点,采用赫兹弹性体接触理论计算丝杠螺母、导轨和轴承三类结合部的接触刚度,由此建立修正后的有限元模型。利用力锤激励法对试验台进行了试验模态分析,对比试验与修正后模型结果,模态频率最大误差不超过4%,验证了模型的精度,为退化试验后下一步的丝杠故障诊断和寿命预测提供了动力学依据。  
        关键词：丝杠进给系统;动力学建模;模态分析;有限元方法   
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      • 朱帅华,刘忠明,张志宏,颜世铛
        2018, 42(4): 97-101. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.020
        摘要：以新型两点支撑式起重机硬齿面减速器为研究对象,利用SolidWorks建立减速器的三维模型,并将其模型导入到机械动力学仿真软件ADAMS/view中,建立了齿轮箱的虚拟样机。为了保证仿真模型的准确性,对此虚拟样机模型按接触力约束进行仿真分析,得到了各传动轴的角速度随时间的变化曲线和各个齿轮副之间啮合力变化规律,将仿真实际值与理论计算结果进行比较,发现各传动轴角速度与实际传动误差值在0.17%内,啮合力误差值在4%内都非常小,说明了仿真模型建立正确,分析方法可靠,为准确计算齿轮副强度以及疲劳寿命提供了数据支撑。  
        关键词：起重机;减速器;Adams;动力学仿真   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王国会,刘大伟,杨文华,任廷志
        2018, 42(4): 102-106. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.021
        摘要：减变速一体化齿轮是一种圆与非圆相匹配、可以实现减速与变速集成传动的新型齿轮机构。基于齿轮啮合理论,推导了减变速一体化齿轮的齿面方程,建立了考虑轴交角、轴交错、轴向偏移3种安装误差的齿面接触模型,分析了齿面接触轨迹的分布特征,得到节曲线参数和安装误差对齿面点接触轨迹的影响规律。分析结果表明,非圆面齿轮每个轮齿上接触迹线的倾斜度随传动比变化率增大而增大,安装误差使接触轨迹向外径或内径处偏移,移动方向由误差方向而定。  
        关键词：减变速一体化;安装误差;点接触轨迹;非圆面齿轮   
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        发布时间：2022-10-20
      • 高洋洋,何锋,张永德,李家俊,郭朝纶,黄蔚
        2018, 42(4): 107-111. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.022
        摘要：汽车四驱分动器换挡机构齿轮传动易产生振动和噪声,分析齿轮系统动力学特性,对研究换档机构振动机理具有重要意义。通过建立换挡机构三级行星齿轮和二级圆柱直齿轮纯扭转动力学模型,并基于扭转振动法在LMS Virtual.Lab Motion上建立换挡机构多体动力学仿真模型,同时考虑时变啮合刚度齿轮内部激励,采用BDF方法进行求解。通过仿真得到各输出轴转速与理论值进行对比,验证了模型准确性,同时得到各齿轮间动态啮合力变化曲线,为进一步研究换挡机构的振动噪声提供动态输入。  
        关键词：汽车四驱分动器换挡机构齿轮传动系统;LMS Virtual. Lab Motion;多体动力学分析   
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        发布时间：2022-10-20
      • 彭斯洋,李平,车林仙,杜力
        2018, 42(4): 112-118. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.023
        摘要：将智能算法和数值迭代法相结合,构造一种组合式算法——自适应差分进化算法-Newton迭代（Adaptive differential evolution and Newton iteration,ADE-Newton）算法。以3-RPS并联机构为研究对象,详细阐述利用ADE-Newton算法求并联机构位置正解的原理和步骤。为了验证ADENewton算法的有效性和通用性,给出3-RPS并联机构在不同驱动杆长条件下的数值算例。仿真结果表明,ADE-Newton算法能够以较高的效率求得不同驱动杆长条件下的全部高精度位置正解。还比较了ADE-Newton、人工蜂群、粒子群和差分进化算法求3-RPS并联机构位置正解的性能,比较结果显示,ADE-Newton算法的计算效率、收敛精度、稳健性以及可靠性高于对比算法。  
        关键词：并联机构;位置正解;自适应差分进化算法;Newton迭代法   
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        发布时间：2022-10-20
      • 李彦启,赵西莉,郭军伯,刘明涛,史培丰
        2018, 42(4): 119-124. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.024
        摘要：针对内平动分度凸轮机构的动态特性分析,综合考虑弹性变形、惯性负载等因素,提出了基于刚柔耦合的动力学建模方法。利用SolidWorks、ADAMS及ANSYS软件建立了机构的刚柔耦合动力学仿真模型,分析凸轮–针齿间的接触力、负载及转速对内平动分度凸轮机构动态性能的影响。研究结果表明:在一定工况下,同一分度期内凸轮与单个针齿间的最大接触力出现在输出轴转角20°附近位置;随着负载的增加,机构的振动不断变大;随着转速的增大,输出轴角加速度的幅值明显增大,凸轮–针齿间的接触力也呈现出逐渐增大的趋势;不同转速对内平动分度凸轮机构的动态分度精度有着较大影响。  
        关键词：虚拟样机;动力学分析;刚柔耦合建模;内平动分度凸轮机构;动态分度精度   
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        发布时间：2022-10-20
      • 黄永辉,褚超美,谭辉,缪国
        2018, 42(4): 125-129. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.025
        摘要：为准确得到汽车变速器壳体的振动响应,提出一种在变速工况下获取变速器壳体动态响应的方法。以某前横置变速器为研究对象,建立变速器齿轮传动系统动力学模型,通过多体动力学仿真分析,得到变速工况下壳体各轴承孔处的动载荷;在此基础上,利用模态叠加法对变速器壳体结构进行动态响应求解,得到变速器壳体的振动位移、速度和加速度响应。试验结果表明,仿真值与试验值十分接近,最大误差在10%以内。  
        关键词：变速器;动载荷;动力学仿真;模态叠加法;动态响应   
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        发布时间：2022-10-20
      • 何章涛,马媛媛,肖攀,周建文,代作元,罗凯中,谢素明
        2018, 42(4): 130-133. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.026
        摘要：介绍了高速客车传动齿轮箱箱体及齿轮件的强度和疲劳仿真分析及评价方法,应用该方法开发了多款高速齿轮箱,均通过运行试验考核,初步验证了方法的准确性。  
        关键词：高速客车;传动齿轮箱;强度;疲劳;仿真分析;评价   
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        发布时间：2022-10-20
      • 赵文华,李凯,王凯
        2018, 42(4): 134-139. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.027
        摘要：针对某型乘用车铝壳主减速器台架齿轮疲劳试验中出现的过早失效问题,进行试验测试分析、试验过程动力学仿真及有限元数值模拟分析,分析结果表明,过早失效主要是台架夹具要求无法与样品铝壳匹配所致。对台架夹具进行了相应的改进并进行成功验证,在此基础上,提出了针对乘用车铝壳主减速器台架试验夹具的相应技术要求。  
        关键词：乘用车铝壳主减速器;台架疲劳试验;失效;动力学仿真;试验夹具   
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        发布时间：2022-10-20

        开发应用

      • 迟鹏,王淑坤
        2018, 42(4): 140-143. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.028
        摘要：为提高四轮独立驱动系统的驱动力应用效率,提高特种车辆的控制能力、动力性和稳定性,开展了四轮驱动力分配模式的研究。根据实体车辆结构搭建了四轮独立驱动平台物理模型,基于ADAMS软件搭建了虚拟样机模型;通过3种驱动力分配模式下车辆在平直路面匀速行驶状态下的动力学仿真,分析了等转矩和等状态两种驱动力分配模式下的车辆运行状态;以及在车轮不同转矩模式下车辆运动情况。仿真结果表明,驱动转矩的分配比例与质心位置有关,等状态模式在车辆正常行驶情况下性能较好;当左右车辆驱动转矩不同时,车辆跑偏程度主要取决于左右两侧驱动力的差值。  
        关键词：四轮独立驱动;驱动力;分配模式;虚拟样机   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王志霞,郭利,程茜茜
        2018, 42(4): 144-149. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.029
        摘要：针对滚动轴承早期微弱故障难以检测的问题,提出一种基于变分模态分解（Variational mode decompsition,VMD）的自适应随机共振轴承故障检测方法。首先对滚动轴承的振动故障信号进行VMD分解,得到有限个本征模态函数（Intrinsic mode function,IMF）,选取包含故障特征的IMF分量并进行信号重构;将重构信号输入随机共振系统,采用以改进加权峭度为目标函数的量子粒子群算法,优化系统结构参数,得到最佳共振输出,从而实现降噪和增强故障特征的目的,最后通过输出信号的自相关包络谱提取故障特征频率。实测数据的分析结果验证了该方法的有效性和优势。  
        关键词：变分模态分解;自适应随机共振;滚动轴承早期故障检测;特征频率   
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        发布时间：2022-10-20
      • 裴峻峰,孙建华,宋传智,宋于鹏,葛慧中
        2018, 42(4): 150-155. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.030
        摘要：针对往复泵动力端滚动轴承振动信号非平稳、非线性且含有大量噪声的特点,提出基于EEMD、距离因子、相关系数和小波包分解相结合的诊断方法。通过在轴承寿命试验台上测取轴承振动信号,利用EEMD对所测信号进行分解,根据距离因子和相关系数相结合的方法筛选并重构IMF分量,以突出故障特征信息且避免偶然误差影响,重构振动信号进行小波包分解后构造能量特征信号向量,然后计算特征向量的相关系数,通过比较所得相关系数的差值绝对值判断故障类型。此方法的故障识别率与直接对轴承振动信号进行相关系数分析相比,故障识别率有较大提高,而且无需像神经网络识别需要大量数据训练,是一种较好的轴承故障识别方法。  
        关键词：EEMD;小波包分解;距离因子;相关系数;滚动轴承;故障诊断   
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        发布时间：2022-10-20
      • 张超,何园园
        2018, 42(4): 156-163. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.031
        摘要：随机共振（Stochastic resonance,SR）在处理实测轴承故障信号时需满足绝热近似条件,即需满足小参数信号（信号幅值、信号频率、噪声强度远小于1）,这一问题极大地制约了对实测振动信号的检测,针对这一现象,提出基于遗传算法的自适应变尺度随机共振与变分模态分解（Variational mode decomposition,VMD）的轴承故障诊断方法。首先,设定合适的压缩比R将实测信号进行压缩,使其满足小参数条件;然后,定义信号的输出信噪比为目标函数,利用遗传算法（Genetic algorithm,GA）对变尺度随机共振的结构参数a和b进行同步优化,选取最优值代入变尺度随机共振中对实测信号进行消噪处理;最后,将降噪信号进行VMD分解,从分解得到的各IMF分量的频谱图中识别轴承故障特征频率。对实验数据分析的结果表明,该方法可有效地提高轴承故障诊断的准确度。  
        关键词：随机共振;遗传算法;VMD;故障诊断   
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        发布时间：2022-10-20
      • 韩嘉华,阎文,曹进华
        2018, 42(4): 164-169. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.032
        摘要：多个低速重载轴承同轴安装时,不同位置产生的故障脉冲会出现混叠耦合现象,导致故障信号难以诊断。提出基于角域特征量,将全矢谱技术和经验模态分解（Empirical mode decomposition,简称EMD）相结合,进行低速重载轴承故障信号的振源识别与诊断。首先,采用样条插值算法,进行角域重采样,将时域非平稳信号转化为角域伪平稳化信号,提取角域特征参量轴承接触转角,实现信号的振源识别;然后,运用全矢EMD进行信号分解与重构和同源信息融合;最后,对融合后重构信号进行倒角域分析,提取特征参量单圈接触次数,完成信号的故障类型诊断。通过实验分析验证,结果表明,基于角域特征量和全矢EMD的故障诊断方法能在一定程度上满足低速重载轴承故障信号诊断要求,具有一定的实用性。  
        关键词：混叠耦合;角域特征量;全矢EMD;故障诊断   
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        发布时间：2022-10-20
      • 康伟,刘光辉,董祯,高立坡
        2018, 42(4): 170-172. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.033
        摘要：齿轮箱是磨煤机等电力设备中的关键部件,其故障的发生极大影响了设备的正常运行。齿轮早期故障信号比较微弱且往往被噪声信号淹没,因此如何去除噪声并提取故障特征信号,是实现设备故障诊断的关键。目前的小波分析研究主要从小波函数的确定与阈值的选取两方面进行降噪效果的分析,分解层数的确定尚未得到彻底的解决。因此,将基于奇异谱分析方法与冗余提升小波方法巧妙地结合,解决了小波分析中分解层数如何确定的问题,极大提高该方法的降噪性能。通过对某电厂磨煤机齿轮箱实测信号的分析,验证了此方法的可靠性。该方法的应用为及时准确地识别和发现设备故障提供了帮助。  
        关键词：小波分析;奇异谱;齿轮箱;故障诊断   
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        发布时间：2022-10-20
      • 王德民,王鹏宇,刘荣帅,吴红刚
        2018, 42(4): 173-176. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.04.034
        摘要：为了提高钢筋笼滚焊机的加工精度与稳定性,降低传动部件的生产成本,设计了一种动盘行走装置。该装置主要核心部件是链传动机构,包括固定在动盘下方轨道上的两根链条及安装在动盘底座侧壁上互为镜像对称的两组链轮,每组链轮包括一个传动链轮和两个支撑链轮。在运动过程中,链条首尾两端被固定在轨道上,由传动链轮在伺服电机的控制下通过与链条啮合,带动动盘做直线运动。经实物样机调试显示,该装置具有运行平稳、传动效率高、轻便易安装等特点。  
        关键词：钢筋笼滚焊机;动盘;行走机构;链传动   
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