最新刊期
      2019 年 第 4 期
      本期电子书

        理论研究

      • 明兴祖,王红阳,申警卫,金磊,明瑞
        2019, 43(4): 1-6. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.001
        摘要：以数控铣床高速铣削面齿轮为研究对象，根据微分几何原理和齿轮啮合原理，建立了直齿面齿轮的数学模型。基于插铣刀对虚拟仿形概念的面齿轮加工方法，进行了高速铣削加工过程中啮合点刀位的计算；通过刀具主轴进给范围和摆角范围的计算，使用UG后置处理得到刀具轨迹和程序；借助VERICUT软件进行面齿轮高速铣削加工仿真，并进行面齿轮高速铣削试验与检测，得到理想齿面与实测齿面的最大误差为0.712 μm，表明提出的面齿轮高速铣削加工方法的可行性。  
        关键词：高速铣削;面齿轮;插铣;刀位计算;刀具轨迹   
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        发布时间：2022-10-03
      • 张付祥,刘再,李文忠,黄风山
        2019, 43(4): 7-10. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.002
        摘要：根据成捆圆钢端面贴标的工程应用场景提出一种新型3T2R混联机构，该机构由3-RRP4RR并联机构和2自由度旋转串联机构串接而成。提出运用两次蒙特卡洛法相结合的办法求解混联机构工作空间。建立混联机构运动学模型，根据并联机构的几何关系得到反解方程，并确定并联机构工作空间的约束条件，采用蒙特卡洛法得到并联机构工作空间内的点集；根据坐标变换矩阵求得串联机构运动学正解及混联机构运动学正解，并将并联机构工作空间内的点坐标代入混联机构位置正解中，采用蒙特卡洛法得到混联机构的工作空间内的点集。  
        关键词：混联机构;蒙特卡洛法;运动学;工作空间   
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        发布时间：2022-10-03
      • 龙慎文,王优强,周亚博,魏聪
        2019, 43(4): 11-14. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.003
        摘要：为了解决艉轴承在启停阶段造成的磨损和烧焦问题，基于有限元分析软件Fluent，提出了一种螺旋腔与阶梯腔复合形式的新型轴承。首先，运用流场分析对传统型轴承和复合型轴承水膜压力进行了数值仿真；其次将二者水膜压力积分，得到承载力，并分析转速对二者的影响；最后，运用ANSYS Workbench平台对复合型轴承进行流固耦合分析。结果表明，复合型轴承较传统型轴承，承载能力提高20%~30%，且变形主要集中在两端端泄处，为工程实际提供有效理论指导，具有较好的工程前景。  
        关键词：艉轴承;螺旋腔;有限元方法;承载能力   
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        发布时间：2022-10-03
      • 陈奇,姚志刚,王亚东,吴焱明
        2019, 43(4): 15-20. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.004
        摘要：为获得更为准确的非对称渐开线齿轮动力学变化规律，将时变啮合刚度和齿轮侧隙两个因素引入传统齿轮副扭转振动模型，建立非对称渐开线齿轮的动力学模型；利用Runge-Kutta法求解该模型，获得时间历程图、相图、Poincaré映射图以及FFT频谱图，进而分析时变啮合刚度和齿轮侧隙变化时的齿轮动力学行为。研究发现，非对称渐开线齿轮的平均啮合刚度大于对称渐开线齿轮，具有更优的动力学性能；时变啮合刚度中的1阶谐波分量对动力学性能影响不大，但平均啮合刚度影响较大，且其与动力学性能之间呈现出非线性变化规律，即随着平均啮合刚度的增加，动力学特性由差变好，但继续增加后又变差，因此，需根据实际工况确定其最优值。随着齿轮侧隙的增加，动力学性能下降，与对称渐开线齿轮相同。该项研究对于扩充非对称渐开线齿轮动力学理论体系、提高其传动性能，具有一定的理论意义和应用价值。  
        关键词：时变刚度;齿侧间隙;非对称渐开线齿轮;动力学特性   
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        发布时间：2022-10-03
      • 袁勇超,王自玲,刘忠明,毛继哲,岗海明
        2019, 43(4): 21-26. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.005
        摘要：基于有限元数值解析法给出了人字齿齿轮传动系统的动力学方程并建立了转子-轴承-齿轮动力学系统的模型。建模过程中考虑了转子轴的剪切、弯曲、扭转、轴向力、陀螺效应及内阻尼的影响，同时也考虑了人字齿齿轮副的时变啮合刚度和传动误差的影响。并对高速齿轮转子进行了动力学分析，与试验齿轮箱实测数据对比基本吻合。  
        关键词：高速传动;人字齿轮;动力特性   
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        发布时间：2022-10-03
      • 李文耀,杨文刚
        2019, 43(4): 27-31. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.006
        摘要：强噪环境下，复合故障特征提取难度更大，VMD（Variational Mode Decomposition）被大量应用于齿轮箱故障诊断中；但是它属于参数型分解方法，K过大或过小都会导致过分解或欠分解现象，因此分解的层数需要自适应的确定。提出了一种多点峭度和VMD的复合故障特征提取方法。考虑到多点峭度可以提取多故障的冲击性周期的个数；周期性冲击个数决定VMD的分解层数K，通过VMD处理后，进一步通过FFT确定故障特征。所提出的自适应复合故障特征提取方法和EEMD（Ensemble Empirical Mode Decomposition）对比分析，验证了它可以克服模态混叠的特征，通过对实测性信号处理进一步确定了此方法的有效性。最终确定了齿轮剥落和轴承滚珠等复合故障特征。  
        关键词：多点峭度;变分模态分解;复合故障;特征提取   
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        发布时间：2022-10-03
      • 王瑞欣,杨超,李金峰,弓宇,刘红旗,张敬彩
        2019, 43(4): 32-36. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.007
        摘要：在研究了传递误差的计算优化和频谱特性基础上，利用系统传动误差频谱特性及其激励下强迫振动的频率特性，巧妙地将齿轮多自由度振动模型简化为双质量振动模型，得到了齿轮传动误差激励下齿轮振动的解析解；建立了齿轮系统的质量、刚度、传动误差频谱与齿轮振动频谱的函数关系，得到了齿轮振幅、轮齿振动作用力、对轴承与箱体的振动作用力等关键的振动评价参数；并分析了质量、刚度和传递误差频谱对振动的影响。这对电动车减变速器的NVH（振动、噪声、声振粗糙度）问题的分析与解决提供了明确、可靠的方法。  
        关键词：高速齿轮;传动误差;振动噪声;激励响应   
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      • 徐劲力,罗士君,贾冰,陈端滢
        2019, 43(4): 37-43. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.008
        摘要：传动轴是汽车传动系统的重要零部件，其性能影响着整车NVH性能，为改善传动轴对NVH性能的影响，通过对比十字轴万向节与Birfield球笼万向节传递特性的分析研究，提出了将后驱车的3个十字轴万向节传动轴的中间十字轴万向节替换为Birfield球笼万向节的设计方案，并分别对两种传动轴的3个万向节在中间支承处的激振力进行求解与分析。并对理论研究结果进行了试验验证。结果表明，Birfield球笼万向节的附加弯矩较为稳定，有利于减小传动轴对中间支承的激励，使车身受到的激振较小，进而提升整车NVH性能。  
        关键词：传动轴;万向节;附加弯矩;中间支承;激振力   
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        发布时间：2022-10-03

        设计计算

      • 李平,彭斯洋,车林仙,杜力,洪俊坤
        2019, 43(4): 44-50. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.009
        摘要：将智能优化算法与数值迭代方法有机组合，构造一种并联机构位置正解求解的通用算法——混合人工蜂群和Newton迭代（Hybrid artificial bee colony and Newton iteration，HABC-Newton）算法。将差分进化（Differential evolution，DE）算法融入人工蜂群（Artificial bee colony，ABC）算法，形成一种能快速收敛到问题近优解的混合人工蜂群（Hybrid ABC，HABC）算法，再以该近优解为初值，应用Newton-Шамарский迭代法求出高精度位置正解。以4自由度4-SPS-CU并联机构正运动学分析为例，阐述基于HABC-Newton算法的并联机构正运动学分析方法。为了验证算法的有效性和普适性，给出4-SPS-CU、3-RRR两种耦合并联机构位置正解的数值算例。结果表明，HABC-Newton算法能以较少计算开销求得并联机构的全部高精度位置正解。还比较了HABC-Newton、ABC、DE和粒子群算法求并联机构位置正解的性能，数值实验显示，HABC-Newton算法的精度、稳健性和计算效率高于对比算法。  
        关键词：并联机构;位置正解;人工蜂群算法;差分进化算子;Newton迭代法   
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        发布时间：2022-10-03
      • 洪俊坤,车林仙,杜力,文世坤,陈国旺
        2019, 43(4): 51-60. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.010
        摘要：提出一种能实现三移动一转动（3T1R）的新型完全对称4-CRU并联机构，其4条支链结构完全相同。基于单开链理论及结构降耦原理，对4-CRU并联机构进行结构降耦设计，得到耦合度κ=1的低耦合度2-（CRR）2R并联机构。其优点在于动平台由两条混合支链并联构成，且支链完全对称，机构姿态转角相对较大。2-（CRR）2R并联机构耦合度降为1，极大地降低了机构位置正解的难度，有利于机构运动学分析。根据该机构的几何关系与运动约束，建立位置正解的一维搜索模型，再应用黄金分割法求出全部高精度位置正解。推导出机构位置逆解方程，应用数值实例验证了位置正、逆解的正确性。采用矢量法对机构动平台速度及加速度进行分析，得出速度及加速度正、逆解，并利用MATLAB软件编程进行数值计算。同时，应用Adams进行运动学仿真分析，验证了自由度分析的正确性；其运动学分析曲线与MATLAB计算结果一致，表明文中建立的解析模型和分析方法是正确、可行的。  
        关键词：并联机构;结构降耦;结构分析;运动学分析;Adams仿真   
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      • 豆素勤
        2019, 43(4): 61-67. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.011
        摘要：考虑到电动汽车的驾乘体验和舒适性，要求其传动系统在行驶过程应具备良好的工作性能。以某型纯电动汽车为依据，对其两挡变速器进行结构分析和动力系统计算，并设计了基于Adams/View的传动系统柔性化仿真模型。利用Step函数构建不同挡位下的电动机驱动速度，以0~50 km/h和50~80 km/h加速区间为仿真工况，计算、分析和比较了变速器在Ⅰ挡、Ⅱ挡状态下的运动学特性及轴端冲击载荷，验证了两挡变速器的动力传递过程和变速性能。通过模态分析和零阶寻优算法实现了输入轴的动力学优化，有效增强了传动系统的动态稳定性。为新能源汽车变速系统动态设计与性能研究提供了技术参考。  
        关键词：电动汽车;Step函数;柔性建模;优化;变速器;3D频谱;动力学   
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        发布时间：2022-10-03
      • 徐成克,王成军,郭永存,李龙,马履中
        2019, 43(4): 68-73. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.012
        摘要：针对铸造生产中广泛使用的串联式机器人在浇注作业中存在负载小、柔性度低和作业精度低等问题，提出一种新型的混联式重载浇注机器人；设计了一种基于2UPR-2RPU机构的3自由度并联工作臂，进行拓扑结构分析和自由度计算；通过建立并联工作臂运动学模型和静力学模型，分析机构支链长度随浇包转角的变化规律；分析支链受力状况、行程大小随支链在静平台上安装位置变动的关系，对并联工作臂的结构与参数进行优化设计。针对300 kg级浇包，优选出一组综合性能较好的结构参数，经过样机试制及测试，结果表明，并联工作臂的设计方案和结构参数较为合理。  
        关键词：浇注机器人;重载;并联工作臂;受力分析;优化设计   
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        发布时间：2022-10-03
      • 郭正强,潘宇晨,袁雪鹏,黄海波,王红州
        2019, 43(4): 74-78. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.013
        摘要：设计了一种拓扑结构可变的船舶焊接机器人机构，可改变自身构件数，完成自由度变化，实现复杂焊接、简单局部焊接及平焊、立焊等特殊焊接任务。基于运动链环路理论，并采用Newton-Raphson法进行机构运动学建模，得到其位置正解，进而分析其速度与加速度规律。相关仿真分析结果表明，该机构可较好完成船舶焊接的工作要求。  
        关键词：船舶焊接机器人;变拓扑结构;运动学;仿真分析   
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      • 郑锦汤,陈吉清
        2019, 43(4): 79-82. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.014
        摘要：综合考虑纯电动汽车的动力性、续驶里程以及能耗需求，在某款固定速比纯电动汽车作为研究样本的基础上，为了使驱动电机工作点落在高效率区域范围，提出了两挡电控机械式自动变速器（AMT）驱动方案。在Cruise仿真实验平台建立两挡AMT纯电动车模型和动力系统优化数学模型，基于Isight集成Cruise，构建两挡AMT纯电动汽车联合优化仿真流程及平台。以100 km/h加速时间和整车NEDC工况100 km能量消耗为优化目标，将动力性、能量消耗以及变速器速比约束等指标作为约束条件，对动力系统速比进行优化；将优化后的设计变量在Cruise仿真平台进行动力性与经济性仿真分析，并制订以车速、负荷率为参考的双参数经济性换挡策略。结果表明，NEDC循环工况能量消耗降低0.52 kWh/100km，经济性改善率3.78%，100 km/h加速时间缩短了2.23%。  
        关键词：纯电动汽车;动力系统;联合仿真;经济性换挡规律;速比优化   
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      • 宋晓飞,林荣会,李帅朝,乔运发,纪玉龙,邓娟,郭志田
        2019, 43(4): 83-89. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.015
        摘要：驱动桥壳作为汽车的重要承载部件，必须满足刚度和强度的要求，传统的设计理念为了保证性能需求，一般采用冗余设计。通过CAD/CAE的一体化建模技术，采用三维数学模型与有限元模型之间的联合设计，基于OptiStruct的尺寸优化算法实现驱动桥壳的轻量化设计。利用CATIA创建驱动桥壳三维数学模型，导入HYPERMESH进行前处理，设计与提出计算工况和边界条件，进行静力学、动力学分析、疲劳分析验证驱动桥壳满足使用标准，再在OptiStruct求解器做优化分析，经过多次迭代计算，得到分析结果。优化后的桥壳成质量为152.042 kg，减少了50.075 kg，减重达到24.78%，然后对优化后驱动桥壳进行分析，最后对试制的优化后桥壳进行疲劳台架试验，分析和试验结果表明，优化后桥壳满足试验标准，对同类型的轻量化设计有一定的参考价值。  
        关键词：桥壳;有限元法;轻量化;尺寸优化   
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      • 蒋葳,曹岩,贾锋,黄亮
        2019, 43(4): 89-93. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.016
        摘要：直齿面齿轮的齿面是一种复杂空间曲面，为了实现难切削材料的复杂曲面产品的批量加工，目前主要以电解加工技术为主；考虑到电解加工在复杂异面类产品的加工中存在阴极设计效率低，精度难以保证等问题，提出一种基于标准阴极特性的阴极型面智能设计方法。首先，基于复杂齿面网格规划原则对直齿面齿轮的齿面点进行合理规划，并采用截面放样法计算各采样齿面点坐标；其次，通过分析各齿面采样点所在型面的曲率半径，利用电解加工平衡间隙理论构建针对不同曲率情况下的相应阴极刀具型面设计方案；最后，利用Matlab中的GUI人机交互界面构建直齿面齿轮的智能化阴极刀具型面设计系统。通过加工实验可知，利用该系统设计出的阴极型面，其加工精度可达IT8。  
        关键词：直齿面齿轮;电解加工;平衡间隙理论;阴极型面;GUI人机交互界面   
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      • 王占礼,李爽,陈延伟,季春天,鲁冠宏
        2019, 43(4): 94-97. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.017
        摘要：通过对现有爬楼梯轮椅爬升机构的对比分析，提出了双曲柄式爬升机构。对双曲柄式爬升机构进行设计研究，建立了双曲柄式爬升机构的运动学模型，并在此基础上对其进行了爬楼过程中运动轨迹分析。仿真结果表明，该爬升机构结构设计合理，方案可行且运行平稳，能够满足设计要求。  
        关键词：爬楼梯轮椅;双曲柄爬升机构;爬升越障;运动学分析   
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      • 李占贤,许剑利,黄金凤
        2019, 43(4): 98-102. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.018
        摘要：为了解决当今市面上现有的压纹机所出现的一些问题，提出了一种结构合理、控制简单的新型并联机构压纹机。介绍了该压纹机的整体结构方案和突出特点，论述了该机构在实际生产生活中的可行性和实用性。介绍了并联机构压纹机的机构组成和机构模型的建立，并建立了运动学数学模型，得出其运动学正逆解的解析形式，对其位置、速度和加速度做解析推导。通过Adams分析软件，对机构的运动进行分析，得出机构输入与输出构件的运动规律曲线图，并对运动规律进行分析，掌握其运动特性。通过对并联机构压纹机的运动学研究及仿真分析，为该机构的进一步研究和优化提供参考。  
        关键词：并联机构;压纹机;机构运动学;运动仿真   
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        发布时间：2022-10-03

        试验分析

      • 杨勇强,王忠民,王永琴
        2019, 43(4): 103-108. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.019
        摘要：基于弹性薄板小挠度理论和考虑变形影响的热传导方程，建立了摩擦离合器摩擦片的热弹耦合圆环板模型和相应的运动微分方程，采用微分求积法离散运动微分方程和边界条件，得到了离合器摩擦片在横向温度变化影响下前3阶无量纲固有频率与无量纲角速度和热弹耦合系数之间的关系曲线。研究（计算）结果表明，摩擦片的前3阶无量纲固有频率随着无量纲角速度和无量纲热弹耦合系数的增大而增大，不同的边界条件对摩擦片横向振动固有频率的增大幅度有一定的影响。该结论为摩擦离合器的设计与性能分析提供了一定的理论基础。  
        关键词：摩擦离合器;摩擦片;横向振动;热弹耦合;微分求积法   
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        发布时间：2022-10-03
      • 王晓兵,翁旭,赵状状,胡宇,王天真,徐晓滨,李建宁
        2019, 43(4): 109-114. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.020
        摘要：针对焊接机器人伺服电机转矩信号特征与RV（Rotate Vector）减速机曲柄轴磨损状态之间存在的非线性对应关系，设计一种基于置信规则库（BRB）的磨损故障检测方法。首先，BRB系统输入选取电机转矩均值和转矩导数的均值，输出设定为曲柄轴磨损故障等级，建立描述输入和输出之间映射关系的置信规则库。当在线获取输入特征信号后，利用证据推理（ER）算法将输入激活的置信规则进行融合，得到关于故障等级的信度分布，通过该分布评估曲柄轴所处的磨损程度。最后，利用某型号工业机器人获取的实测转矩数据对所提方法进行验证，表明所设计的BRB故障检测方法可以在很大程度上代替维修工程师实现故障的自动检测。  
        关键词：工业机器人;RV减速机;曲柄轴磨损检测;置信规则库;工业报警系统   
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        发布时间：2022-10-03
      • 魏聪,王优强,周亚博,龙慎文
        2019, 43(4): 115-119. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.021
        摘要：为了研究锥齿轮的热弹流润滑机理，基于弹性流体动力润滑理论，建立有限长线接触模型，研究了直齿圆锥齿轮热弹流润滑特性。首先，将直齿圆锥齿轮热弹流问题近似等效为两同向圆锥滚子的准稳态热弹流润滑问题，应用多重网格法和逐列扫描法求解了锥齿轮整个接触线上的油膜压力、油膜厚度及固体和油膜中层的温度。结果表明，直齿圆锥齿轮沿齿宽方向上各点的压力、膜厚、温度均不相同。其中，小端的油膜压力略大于大端的油膜压力；小端的油膜厚度小于大端的油膜厚度；沿齿宽方向的温度分布差异较为明显，油膜中层的温度大于两固体表面的温度。该研究为直齿圆锥齿轮的润滑设计提供一定的理论依据。  
        关键词：有限长;热弹流;接触线;油膜压力;油膜厚度   
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        发布时间：2022-10-03
      • 杨晓雨,绳飘,荆双喜,冷军发
        2019, 43(4): 120-124. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.022
        摘要：针对齿轮箱齿轮故障特征提取过程中，经验模态分解（EMD）存在模态混叠、固有模态函数（IMF）筛分困难以及Wigner-Ville分布（WVD）存在交叉干扰项的问题，提出一种集合经验模态分解（EEMD）和Choi-Williams分布（CWD）相结合的齿轮故障诊断方法。首先，将采集到的齿轮故障信号进行EEMD分解，分解为多个单分量固有模态函数（IMF）的组合；然后，通过相关系数和香农熵准则去除虚假分量并筛选IMF；最后，将筛选出的IMF分量进行CWD表达，结合时频域表现出的频率与等时冲击特性，识别出齿轮故障特征。通过齿轮故障仿真和实验分析，验证了该方法在齿轮箱齿轮故障诊断中的适用性和有效性。  
        关键词：齿轮;故障诊断;EEMD;Choi-Williams分布   
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        发布时间：2022-10-03
      • 董兵兵
        2019, 43(4): 125-128. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.023
        摘要：为了提高矿用重型机械的安全性，设计了提升擒纵式自锁缓降器，对缓降器的可靠性和动力学性能进行了理论分析。利用CAD和UG软件设计了缓降器的三维结构，并用Adams软件进行了动力学性能仿真，分别获得了主传动轴的角速度及碰撞接触力，并对擒纵轮进行了应力分析。最后，对试验样机的工作性能进行了测试。研究结果表明，擒纵式缓降器机械结构在下落过程中不会出现打滑现象，强度和动力特性满足使用要求；通过试验，验证了仿真结果的正确性。研究结果对于缓降器的优化设计具有较好的指导作用。  
        关键词：计算机辅助设计;自锁缓降器;动力学仿真;强度校核   
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        发布时间：2022-10-03
      • 刘明涛,张福元,李彦启,刘合荣,靳怀瑜
        2019, 43(4): 129-132. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.024
        摘要：为探究一种新型间歇机构——双啮合针齿凸轮分度机构的振动特性，考虑各零部件之间的复杂连接关系，建立机构有限元模型进行模态分析。提取有限元模型分别在分度期和间歇期的前六阶模态振型，最后对样机进行试验模态分析。对比发现试验模态分析固有频率与有限元计算结果相近，验证了有限元模态分析方法的可靠性。依间歇期的低阶频率，实际运转情况机构不会发生因输入引起的结构共振。通过模态分析为双啮合针齿凸轮机构振动特性分析，结构优化设计提供了试验支撑与理论依据。  
        关键词：凸轮分度机构;试验模态;模态分析;有限元法   
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        发布时间：2022-10-03
      • 尹明睿,李学伟,井宸,范增华
        2019, 43(4): 133-138. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.025
        摘要：运用三维软件UG，完成了驱动桥主减速器主从动锥齿轮、差速器行星齿轮和半轴齿轮的三维几何模型的创建，得到了无干涉装配模型，再以通用的Parasolid图形交换格式导入到动力学软件Adams中完成了驱动桥虚拟样机模型的构建。在此驱动桥虚拟样机模型中融入Hertz接触理论，结合某观光车驱动桥的实际工况，选取合适的接触参数，施加相应的约束和载荷，完成了起动、直线行驶、转弯工况下的运动学和动力学仿真分析。为进一步研究驱动桥主减速器和差速器齿轮运动学和动力学特性提供了可靠依据，同时也为降低汽车后桥主减速器和差速器的振动、优化其性能提供了技术支持。  
        关键词：驱动桥;虚拟样机;赫兹理论;典型工况;动力学仿真   
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        发布时间：2022-10-03
      • 周文太,王晨,单金荣,高骥,刘冬,于海生,张彤
        2019, 43(4): 139-144. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.026
        摘要：针对混联式混合动力轿车起动过程的顿挫等动力性问题，提出一种新型的利用制动器辅助发动机起动的方案，设计了制动器夹紧力矩控制、转矩协调等控制策略，并进行了仿真分析与试验验证。试验结果显示，发动机起动过程动力性改善明显。结果表明，利用制动器辅助发动机起动的方案合理，所设计的起动过程控制策略可行。  
        关键词：混联式混合动力轿车;发动机起动;制动器辅助;转矩协调控制   
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        发布时间：2022-10-03
      • 庞小兰
        2019, 43(4): 145-149. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.027
        摘要：针对工程车辆用行星式动力换挡变速箱运行过程中故障率偏高的问题，基于动力学传动理论建立了行星式变速箱动力学仿真模型，分析了变速箱行星齿轮传动过程中的转速、转矩以及传递效率的变化规律。采用ADAMS和Matlab仿真软件建立变速箱的虚拟样机联合仿真模型，模拟了车辆在前进工况下变速箱的动态性能，分析了行星变速箱的传递效率和功率流向。试验结果表明，换挡前后变速箱的速度变化较为平缓，说明在工程车辆运行过程中，采用新的动态换挡策略能够减少变速箱的换挡时间，变速箱的动态响应得到了有效地提高。研究结果对行星变速箱的状态监测以及制定动力性换挡策略具有实际的指导意义。  
        关键词：行星变速箱;动态特性;传递效率;功率流向   
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        发布时间：2022-10-03

        开发应用

      • 周旺平,王蓉,许沈榕
        2019, 43(4): 150-156. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.028
        摘要：针对齿轮箱故障的非线性、非稳定性特点，提出了一种参数优化变分模态分解（Variational mode decomposition，简称VMD）提取特征频率的方法。首先，利用人工蜂群算法（Artificial bee colony algorithm，简称ABC）对VMD分解的层数和惩罚因子进行自适应选择；其次，根据互信息法在VMD分解后得到的有限个本征模态函数（Intrinsic mode function，简称IMF）中选择最佳模态函数；最后，对该模态函数进行包络谱分析，有效提取齿轮故障特征频率。仿真与实验结果表明，与经验模态分解（Empirical mode decomposition，简称EMD）以及基于粒子群优化算法（Particle swarm optimization，简称PSO）的变分模态分解方法相比较，ABC-VMD方法自适应性强，可以有效克服模态混叠、信号丢失及过度分解问题，能够准确诊断齿轮箱故障，同时避免PSO-VMD易陷入局部最优的缺点。  
        关键词：变分模态分解;人工蜂群算法;包络谱分析;齿轮箱故障诊断   
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        发布时间：2022-10-03
      • 燕芸,张满栋
        2019, 43(4): 157-160. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.029
        摘要：用标准渐开线电镀CBN硬珩轮加工齿轮后，一般情况下在工件齿廓节点附近会产生 “中凹”误差。利用Pro/E软件对珩轮和被珩齿轮进行了三维参数化实体建模，并对它们进行了精确的啮合装配，再利用ANSYS软件进行珩齿接触分析，通过对齿面接触应力和被加工齿面法向变形量的分析，找到齿廓偏差的影响因素。然后，在其他参数不变的前提下，分别变换被珩齿轮的齿数，对比接触应力的变化情况，进而找出被珩齿轮齿数对“中凹”误差的影响趋势。  
        关键词：硬珩齿加工;参数化建模;齿面接触分析;齿廓偏差   
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        发布时间：2022-10-03
      • 吴小进,王文成
        2019, 43(4): 161-164. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.030
        摘要：针对当前齿轮缺陷检测过程中存在的问题，提出了一种基于机器视觉的齿轮在线检测系统设计方案，实现了图像采集与显示、图像分析及运行控制等功能。该系统通过单片机控制模块负责上料设备和传送带运行，并利用光电开关触发高速摄像机实时采集齿轮图像；然后，工控机对采集的图像进行处理，得到齿轮的外观质量信息；最后，工控机将测量的NG和OK信号传送到单片机，驱动外部设备实现齿轮分拣和声光报警。实验表明，该方法具有较高的测量精度和测量效率，能够满足实际生产的需要，为齿轮在线测量提供了新的途径。  
        关键词：齿轮;机器视觉;单片机;在线系统   
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        发布时间：2022-10-03
      • 黄朝阳
        2019, 43(4): 165-168. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.031
        摘要：采用独立化设计方法，将仿生手分为控制模块、手指模块、散热模块并进行单独设计，制作了集成化的仿生手，可以快捷地实现模块化手指的分离与组装。采用形状记忆合金丝作为驱动器，设计了可以实现驱动位移放大的凸轮结构，使SMA在驱动过程中的有效输出位移得到有效放大。在Matlab中对仿生手进行了运动空间仿真，并通过3D打印制作了总质量为410 g的仿生手样机。采用温度反馈方式，提高了仿生手在不同温度环境中的响应能力以及对SMA的温度保护，对日常生活物品进行了抓取实验验证。结果表明，新型仿生手具有较大的抓取尺寸和抓取重量，具有拆装方便、控制简单、抓取稳定的优点，实现了控制与驱动的高度集成。  
        关键词：集成;凸轮装置;温度反馈;抓取实验   
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        发布时间：2022-10-03
      • 陈佩捷,曾国庆,潘正增,窦小鹏,李勇志
        2019, 43(4): 169-172. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.032
        摘要：研究了某扶梯变速齿轮的3种不同感应回火工艺，并与传统回火工艺进行了对比。通过分析硬度分布、微观组织以及回火后的残余应力分布，对上述几种工艺进行了评估。结果显示，感应回火次数对硬度、组织及残余应力分布的影响较大。相比单次感应回火工艺，采用传统回火工艺后的齿面和齿根硬度分布较均匀。同时，通过采用多次感应回火工艺能够有效提高硬度分布均匀性，并得到细小的回火马氏体组织，且在齿轮表面形成较小压应力，有利于提高齿轮的韧性和疲劳强度。此外，针对典型的感应回火和传统回火工艺，进行了弯曲疲劳试验，验证了感应回火工艺的可行性。  
        关键词：齿轮;感应淬火;感应回火;残余应力   
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        发布时间：2022-10-03
      • 曾雨田,邹俊伟,李金库,肖竞元,朱美玲
        2019, 43(4): 173-176. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.04.033
        摘要：行星传动机构作为风电齿轮箱关键部件，因承受无规律的风力作用及强阵风冲击变载荷作用，其工作时的可靠性决定着整台风电齿轮箱传动的可靠性。作为齿轮传动4项要求之一——适当的齿侧间隙是齿轮副正常工作的必要条件，是降低行星轮系传动时冲击、噪声、空程误差，以及提高风电齿轮箱使用寿命的关键。针对一级行星传动结构形式的风电齿轮箱行星齿轮副侧隙偏大问题，从零件制造、装配、测量3个方面对行星轮副侧隙的影响进行了深入分析，确认了装配工艺对行星齿轮副侧隙的影响，通过选配中箱体与主轴承，解决了行星轮齿轮副侧隙偏差问题。  
        关键词：风电齿轮箱;行星齿轮;齿轮侧隙   
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        发布时间：2022-10-03
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