最新刊期
      2022 年 第 2 期
      本期电子书

        理论研究

      • 张眸青,方实年,蒲春雷,韩洪征,马辉,王明涛,李旭
        2022, 46(2): 1-6. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.001
        摘要：通过疲劳试验机对带有齿根裂纹故障的变位直齿轮进行疲劳试验，得到齿根裂纹扩展规律：齿根裂纹相对于齿根方向更易于沿着齿宽方向扩展，扩展速率呈现先慢后快的趋势。采用FRANC3D仿真模拟软件，对设置了相同初始裂纹的变位直齿轮齿根裂纹进行了自动扩展分析研究，确定了裂纹扩展方向及路径。通过对比，模拟结果与试验结果是相吻合的，表明构造的仿真模型得到了疲劳试验的验证，证明了结论的可靠性。通过对齿根裂纹扩展路径及方向的研究，可以为齿轮的设计和制造提供可靠依据。在此基础上，探讨了裂纹扩展寿命的相关问题。  
        关键词：变位直齿轮;齿根;裂纹扩展;疲劳试验;数值模拟;疲劳寿命   
        5
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30481690 false
        发布时间：2022-09-25
      • 梁栋,孟胜,李明,徐向阳,何泽银
        2022, 46(2): 7-14. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.002
        摘要：在齿轮传动共轭曲线理论研究的基础上，以内啮合曲线构型齿轮传动为对象，推导了沿给定接触角方向的空间共轭曲线副啮合方程，建立内啮合条件下空间共轭曲线副表达式，根据空间等距包络方法构建继承内啮合共轭曲线副特性的啮合齿面，通过改变成型曲面的相对运动位置及等距半径，提出凸齿廓-凸齿廓、凸齿廓-平面和凸齿廓-凹齿廓3种接触型式；以空间圆柱螺旋曲线为例，结合理论分析结果及主要设计参数，建立凸齿廓-凹齿廓内啮合曲线构型齿轮副三维实体模型；定义齿面接触点压力角，给出基于空间共轭曲线的齿面滑动率计算算法，完成内啮合齿面接触迹线计算及分析，后续将对齿面啮合性能、接触力学特性及制造方法进行研究。  
        关键词：内啮合;曲线元素;基本原理;齿面成型;计算分析   
        4
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482151 false
        发布时间：2022-09-25
      • 张行,江帆,贾晨曦,李雨潭,张传金
        2022, 46(2): 15-22. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.003
        摘要：针对链传动系统结构复杂以及刮板链张力分布分析困难的问题，基于状态观测器设计研究了刮板链的张力分布特性。利用Adams仿真软件构建刮板输送机的链传动虚拟样机模型，并基于有限元分析法建立了链传动系统的离散化数学模型，通过设计状态观测器实现对刮板链张力分布的估算，为刮板输送机的运行状态评估提供了有效依据。  
        关键词：链传动系统;张力分布;状态观测器;张力估算   
        5
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30483674 false
        发布时间：2022-09-25
      • 刘佳,徐亚茹,杨凯,孙宏强
        2022, 46(2): 23-27. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.004
        摘要：针对解算动力学方程时存在的约束违约问题，给出了一种将投影法与Udwadia-Kalaba方程相结合的方法。该方法将系统零阶、1阶广义变量的数值解向由约束方程定义的约束流形投影，进而获得数值解的偏移量，再将其转化为系统的约束力，并将其融入Udwadia-Kalaba方程，以达到抑制约束违约的目的。与仅考虑1阶约束方程的改进Udwadia-Kalaba方程相比，基于运动受限的工业机械臂的动力学模型仿真结果表明，该修正方法能有效提高系统广义变量及零阶、1阶约束误差的计算精度。  
        关键词：投影法;约束违约;Udwadia-Kalaba方程;动力学建模   
        4
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30483046 false
        发布时间：2022-09-25
      • 贾增钰,李瑞琴,李庠
        2022, 46(2): 28-33. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.005
        摘要：提出了一种二自由度空间8R并联机构用于人体髋关节康复。建立空间8R并联机构模型，运用螺旋理论对机构的初始位形及一般位形进行分析；采用D-H法建立空间8R并联机构的几何模型和运动学方程，得出了机构的运动学方程；运用Adams软件和理论计算共同验证了空间8R并联机构运动学方程的正确性，得出了机构在不同运动下，一个周期内的角位移变化规律。此空间8R并联机构性能稳定，能够进行平稳运动，可以有效提高髋关节康复效果。  
        关键词：8R并联机构;髋关节;螺旋理论;D-H法;运动学   
        7
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30481800 false
        发布时间：2022-09-25
      • 高在达,李胜波,符升平,Roman Polyakov
        2022, 46(2): 34-41. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.006
        摘要：针对考虑误差和齿面摩擦参数随机性的齿轮振动特性不明确的问题，综合统计法和集中质量法，数值研究误差和齿面摩擦参数的随机特性，分析轮齿误差对齿面摩擦参数的影响，建立计及误差和齿面摩擦参数随机性的直齿轮传动弯扭耦合振动模型；采用4阶龙格库塔法进行数值求解，得到齿轮传动的振动响应，探析齿轮误差和齿面摩擦参数随机性对齿轮振动特性的影响。结果表明，考虑误差和齿面摩擦随机性后，在两者的作用下齿轮动力学响应在频域与相图上表现出更为复杂的随机性，其中误差随机性对于齿轮系统动力学稳定性的干扰更强。研究结果为齿轮传动的动态设计提供理论参考。  
        关键词：随机误差;齿面摩擦;齿轮传动;齿轮动力学   
        7
        |
        7
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30483366 false
        发布时间：2022-09-25

        设计计算

      • 李家琦,宋聪聪,魏冰阳
        2022, 46(2): 42-47. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.007
        摘要：为提高某齿轮产品的综合动态啮合性能，提出了控制齿面拓扑修形多项式系数的设计方法。利用差齿面，通过承载接触分析及弹流润滑模型，计算了齿面传动误差和啮合功率损失。以承载传动误差幅值、啮合效率及波动量为目标，通过正交试验设计和多因素多水平仿真，获得了齿面最佳拓扑修形参数；分析了修形参数对啮合性能的影响规律。结果表明，齿廓与螺旋线修形密切相关，齿廓修形比例增加，接触路径倾角变大，载荷向齿面中部集中，齿面重合度、接触线差曲率变大，有利于减小齿面接触应力，缓解边缘接触，同时减低齿面摩擦损失。  
        关键词：差齿面;齿面修形;承载传动误差;啮合效率;正交试验   
        4
        |
        4
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482989 false
        发布时间：2022-09-25
      • 翟建华,王永乾,魏晓华,马炜东,汪逸超
        2022, 46(2): 48-54. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.008
        摘要：自然灾害或意外事故发生后，往往需要借助机器人来深入灾难现场探明情况或提供援助。通过参考已经成功应用的轮腿式行星探测机器人结构，针对灾后现场特殊非结构化地形，设计了一种5轮4摆臂结构的新型搜救机器人。通过对关键部件进行参数设计及静力学分析，验证了静态特征的合理性；对越障过程进行数学建模，得出了影响机器人越障高度的因素；对其进行虚拟样机仿真，验证了动态特征的合理性以及数学建模的正确性。最后，通过搭建实验平台，验证了所设计机器人的越障能力。为今后类似的轮式机器人设计提供了理论基础，具有一定参考意义。  
        关键词：轮腿式探测车;5轮4摆臂结构;四杆机构;单纵臂悬架;虚拟样机仿真   
        5
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482490 false
        发布时间：2022-09-25
      • 邢彬,王秋菊,乔恒稳,牟佳信
        2022, 46(2): 55-59. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.009
        摘要：ANSI/AGMA 2003-B97是现行弧齿锥齿轮领域中应用广泛的一个弯曲应力校核标准。对其弯曲强度校核计算公式进行分析，对关键参数进行修正，以解决弯曲强度校核安全裕度不足的问题，并通过有限元接触分析对其进行验证。基于修正后的弯曲强度校核标准，开发出弧齿锥齿轮强度校核软件，同时给出齿面优化设计方案。提出的方法可提高目前齿面弯曲强度校核计算的精度和效率。  
        关键词：弧齿锥齿轮;弯曲应力;AGMA;标准;有限元接触分析   
        5
        |
        5
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30481866 false
        发布时间：2022-09-25
      • 苏进展,魏刚,杨羽,常乐浩,郭家舜
        2022, 46(2): 60-65. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.010
        摘要：为了改善弧齿锥齿轮啮合性能，提出了一种接触路径沿齿长方向的大重合度设计新方法。预置弧齿锥齿轮副的设计重合度和传动误差幅值及对称性，通过迭代优化局部综合参数，获得内对角和沿齿长的大重合度齿面印痕。借助齿面接触分析和轮齿承载接触分析，进行了两种大重合度设计在轮齿强度和承载传动误差上的比较。算例表明，接触路径沿齿长方向的大重合度设计在小轮、大轮弯曲强度和齿面接触强度上，分别提高了13.67%、10.05%和5.77%，承载传动误差幅值下降了31.32%，并且能够改善齿面印痕对安装误差的敏感性。  
        关键词：弧齿锥齿轮;大重合度;接触印痕;轮齿强度;误差敏感性   
        5
        |
        5
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30481759 false
        发布时间：2022-09-25
      • 赵彤彤,章悦,曹港生,夏春明
        2022, 46(2): 66-72. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.011
        摘要：针对现有的康复机器人在上肢重度偏瘫患者被动康复训练中存在的问题，提出了一种新型的7自由度上肢外骨骼机器人；设计了一种新型手部固定装置代替传统外骨骼的握把，可更好地实现重度偏瘫患者的腕部训练。根据外骨骼模型，使用Matlab建立了Denavit-Hartenberg（D-H）坐标系，对其工作空间进行仿真，验证了其工作空间满足设计要求，并使用Adams对外骨骼进行了动力学仿真。针对仿真中缺少患肢而导致仿真结果不符合实际的问题，采用了将患者大臂和前臂的质量添加到外骨骼大臂和前臂的质心处的新型设计方案，对该方案建立的模型进行负载特性分析，验证了机器人驱动选取的合理性。为实物样机的开发提供了理论基础。  
        关键词：康复训练;外骨骼机器人;手部固定装置;动力学仿真   
        8
        |
        6
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482039 false
        发布时间：2022-09-25
      • 史宝周,魏伟,徐秀杰,李振凯
        2022, 46(2): 73-77. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.012
        摘要：针对空间机构系统关节力计算复杂，对3-UPS并联机构关节约束反力进行力学分析，在考虑拉格朗日乘子与空间机构约束反力关系的情况下，基于拉格朗日增广法计算了该空间并联机构的关节反力，同时用牛顿欧拉法对其计算结果进行验证，通过Adams软件与Matlab软件联合仿真，并将两种计算结果进行对比分析。结果表明，两种方法计算所得该空间机构关节约束反力的大小基本一致，误差在0.5%~1.2%之间，误差相对较小，验证了通过引入拉格朗日乘子，运用拉格朗日增广法计算空间机构关节约束反力方法的正确性，为空间机构力学分析提供了一定的参考依据。  
        关键词：空间并联机构;关节约束反力;拉格朗日乘子;牛顿欧拉法   
        3
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482006 false
        发布时间：2022-09-25
      • 邹成文,陶平
        2022, 46(2): 78-84. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.013
        摘要：针对多机械臂协作系统模型的协作空间及奇异点问题，采用蒙特卡罗法和包络法进行分析。采用标准D-H参数法建立坐标系，在Matlab中建立机器人运动学模型，求出机器人的正运动学方程；采用蒙特卡罗法得到各机械臂的工作空间，采用包络法提取公共区域点，得到多机器人协作系统的协作空间及各个机械臂在协作空间内的关节角范围；提出了一种计算可操作度的算法，根据该算法计算分析了多机械臂在协作空间内的奇异点分布情况。采用Matlab/Robotics工具箱搭建仿真平台，并编写算法进行仿真分析，验证了多机器人协作系统运动学模型的正确性和合理性，证明了所提出的算法的可行性；为后续的协调操作和规避奇异点的轨迹规划奠定基础。  
        关键词：多机械臂协作系统;蒙特卡罗法;包络法;协作空间;可操作度;奇异点   
        6
        |
        4
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482719 false
        发布时间：2022-09-25

        试验分析

      • 冯鹏云,詹良斌,肖艳平,黄天成
        2022, 46(2): 85-90. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.014
        摘要：以某公司的液压随动臂为研究对象，建立改进型D-H坐标系，通过运动学正解方程求解了液压随动臂末端执行器的三维工作空间。根据蒙特卡罗方法和极值理论求解压裂作业井口高度处的工作面，研究了在固定停车误差下，液压随动臂臂长对停车距离和工作宽度的影响规律。结果表明，在固定停车误差下，当前大臂长度大于等于后大臂长度时，随着液压随动臂前大臂的加长，停车距离等斜率增大，工作宽度基本不变；随着液压随动臂后大臂的加长，停车距离基本不变，工作宽度等斜率变宽。在此基础上，提出了通过设定合理接口高度，缓解两臂臂长差值较大的方法。研究结果可为液压随动臂优化设计提供理论参考。  
        关键词：液压随动臂;蒙特卡罗法;极值理论;MATLAB仿真;工作空间   
        3
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482599 false
        发布时间：2022-09-25
      • 田家彬,聂延艳,陈孝旭,徐浩,李方义,王黎明
        2022, 46(2): 91-95. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.015
        摘要：针对传统的频谱分析方法在非平稳工况下导致的“频谱模糊”现象，利用信号模型和阶次分析的方法对风电机组齿轮箱进行了故障诊断研究。建立了非平稳工况下齿轮箱高速级的振动信号模型，推导了其时频谱及阶次谱结构，利用阶次分析的方法分析了振动信号的阶次谱，提取了齿轮故障特征。最后，利用真实风场齿轮箱振动数据进行分析，对齿轮箱故障进行了准确识别。  
        关键词：风力发电机组;齿轮箱;非平稳;信号模型;阶次分析;故障诊断   
        3
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482205 false
        发布时间：2022-09-25
      • 杨闯,苏小平,周大双,吴琪琪
        2022, 46(2): 96-101. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.016
        摘要：介绍了牙嵌式电磁离合器的工作原理，对其端面齿动态接合过程做了详细分析；探究了不同转速差下端面齿的接合情况，通过理论计算得出离合器能够接合的最大转速差。通过Adams虚拟样机仿真的方法，分析得到了不同转速差对离合器接合时间和碰撞力的影响规律；同时，验证了离合器顺利接合的最大转速差与理论计算的结果。为牙嵌式电磁离合器的设计改进和实际应用提供了参考。  
        关键词：牙嵌式电磁离合器;端面齿接合;转速差;数值仿真   
        5
        |
        4
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482131 false
        发布时间：2022-09-25
      • 潘文斌,戈文昌,王春雷,艾永生
        2022, 46(2): 102-106. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.017
        摘要：以中间减速器为研究对象，建立了其热-流耦合计算模型，运用Fluent仿真技术，设定了机匣外流场的边界条件，对中间减速器机匣内外热平衡特性进行了分析。简化了机匣内热源施加方法，分析了不同气流速度下机匣壁面的压力、对流换热系数及温度分布的影响规律。结果表明，不同气流速度下，机匣迎风面均出现压力最大值，机匣两端面与背风面处于负压状态，与外部空气流场的进出口位置有关；机匣迎风面温度较机匣背风面的低；随着气流速度的增加，机匣散热性能增强，但壁面压力也在增高。因此，选定气流速度应从机匣散热和强度两方面综合考虑。  
        关键词：中间减速器;机匣;热-流耦合;温度   
        3
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482843 false
        发布时间：2022-09-25
      • 李沁逸,李俊泓,刘嘉林,李有通,赵海波
        2022, 46(2): 107-113. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.018
        摘要：减速器是电动汽车电驱动总成的关键部件，是电动汽车的主要噪声来源之一。减速器噪声水平直接关系电动汽车整车噪声（Noise）、振动（Vibration）、声振粗糙度（Harshness）(简称NVH）性能和乘客舒适性。以某款减速器为研究对象，分析了减速器振动噪声产生机理。在此基础上，引出了评估减速器NVH的4个仿真指标：减速器传递误差、接触斑点、轴承座动刚度和模态。从这4个指标出发，分别进行了仿真研究和试验对标。结果说明，仿真和试验结果一致性较好。基于以上研究成果，判定该减速器二级齿轮的传递误差和接触斑点需要优化。通过加强轮辐结构和轮齿修形等优化手段，结果显示，二级齿轮仿真传递误差和接触斑点得到改善；优化方案装车试验测试的噪声也得到了改善。  
        关键词：减速器;电动汽车;NVH;传递误差;接触斑点;动刚度;模态;噪声   
        16
        |
        8
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482673 false
        发布时间：2022-09-25
      • 鄢圣杰,王如意
        2022, 46(2): 114-118. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.019
        摘要：为明晰齿轮马达的困油特点及其对输出转矩、输出转速的影响，依序从马达齿轮副的啮合与困油过程、齿面的介质压力分布、困油压力求解模型等3个方面，建立输出转矩、输出转速与困油压力的耦合计算公式，并进行了实例运算与结果分析。结果表明，膨胀的困油与注入介质、压缩的困油与释放介质通过卸荷槽的接通特点，决定了齿轮马达的困油现象较齿轮泵要轻，常规对称的双矩形卸荷槽就能满足困油的卸荷要求；困油能有效抑制转矩脉动，卸荷面积越充分，透过卸荷槽的接通性越好，抑制效果越明显，而对转速脉动的抑制效果却不明显。研究成果为高质量齿轮马达的进一步研发提供了一定的理论依据。  
        关键词：齿轮马达;困油压力;困油输出转矩;困油输出转速;脉动系数;矩形卸荷槽   
        3
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482382 false
        发布时间：2022-09-25
      • 王小龙,廖鸿辉
        2022, 46(2): 119-126. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.020
        摘要：基于滚柱包络端面啮合蜗杆传动的传动理论与等温弹流润滑理论，考虑表面波状粗糙度的影响，采用数值分析方法着重分析了传动副不同啮合位置、粗糙度幅值、滚柱半径以及喉径系数对弹流润滑性能的影响。结果表明，传动副啮出位置蜗轮齿顶处润滑性能最差；粗糙度幅值、滚柱半径、喉径系数的增加均对润滑性能产生正面影响，会使油膜厚度增加、油膜压力下降。  
        关键词：滚柱包络;端面啮合蜗杆;波状粗糙度;弹性流体动力润滑;油膜分析   
        3
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30483212 false
        发布时间：2022-09-25
      • 牟佳信,邢彬,郭梅,乔恒稳,王秋菊
        2022, 46(2): 127-134. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.021
        摘要：为提高航空发动机齿轮箱壳体的结构性能，减小发动机恶劣工况对壳体产生的不利影响，采用基于变密度法的拓扑优化理论，以最小柔度指数和加权平均模态特征值为目标函数，考虑壳体所处环境的热、弹、流等耦合影响，以最大变形不超过0.15 mm、等效应力不大于材料屈服应力为约束条件，对航空发动机齿轮箱壳体进行了拓扑优化设计；根据拓扑优化结果，对壳体结构进行了几何重构，并对优化前、后壳体结构的强度、刚度、质量进行了对比分析。结果表明，优化后的壳体质量由5.53 kg下降到5.107 kg，减重7.64%；壳体最大变形由0.173 1 mm下降到0.12 7 mm，变形减小26.6%；壳体最大等效应力由124 MPa下降到116.9 MPa，等效应力减小5.7%。在减小壳体质量的同时，有效地降低了壳体的最大变形和等效应力，显著提升了壳体的强度和刚度。对提高航空发动机齿轮箱传动壳体可靠性和寿命具有重大意义。  
        关键词：航空发动机;齿轮箱;拓扑优化;变密度法   
        3
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30481948 false
        发布时间：2022-09-25
      • 李泽辉,宋胜涛,宁峰平,李瑞琴
        2022, 46(2): 135-140. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.022
        摘要：针对人们在提升重物中无法提供足够的力量，对可依附于人体的助力装置的迫切需求，提出了一种刚柔耦合的可穿戴式肘关节助力机构，为人体在提升重物过程中提供助力；解决目前传统的刚性机构笨重而不灵活，柔性机构在支撑人体质量方面有困难的问题。对机构的构型和特点进行了分析；基于螺旋理论进行了自由度计算，采用封闭矢量法进行了位置分析；运用Matlab绘制了柔索长度变化曲线图和柔索拉力变化图，得到了不同角度下的柔索长度值和拉力值；绘制了工作空间图，得到的工作空间内部连续，验证了运动学理论的正确性。该刚柔耦合肘关节助力机构运动性能良好，能够进行肘关节助力。  
        关键词：刚柔耦合;肘关节;助力;自由度;位置分析   
        4
        |
        4
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30483335 false
        发布时间：2022-09-25

        开发应用

      • 刘亭,赵国平,何雨枫,于志远,黄玉平
        2022, 46(2): 141-148. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.023
        摘要：研究了在一通道发生故障时，10 kW级差速器式双余度机电伺服系统的模式切换和故障重构过程。通过仿真对比了主-主工作模式和主-备工作模式时系统的暂态特性和频率特性参数；分析了主-主切换模式和主-备切换模式的正弦切换过程；并通过试验实现了在零位时和最大位移时的正弦切换曲线。仿真对比发现，与主-备工作模式相比，主-主工作模式的暂态特性和频率特性的参数更优；试验结果与仿真结果趋势一致，与在最大位移处的切换过程相比，在零位时切换的切换时间和振荡过程更长。因此，对于只有摩擦和惯量的被动负载的10 kW级机电伺服系统，无论采用哪种切换模式，都能实现可靠切换。  
        关键词：双余度机电伺服系统;模式切换;故障重构;惯量和摩擦负载   
        5
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482510 false
        发布时间：2022-09-25
      • 程兴国,翁璞
        2022, 46(2): 149-154. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.024
        摘要：当齿轮箱中的多个轴承同时发生故障时，由于各故障源之间的相互耦合效应，常规盲提取方法难以对其进行有效特征提取。为解决上述问题，提出一种基于稀疏表征自学习字典理论的盲提取方法。首先，将稀疏表征自学习字典方法用于滚动轴承多故障信号分析，得到一系列自学习字典集；然后，利用学习到的字典集重构滚动轴承多故障信号以消除噪声及干扰信号；最后，将盲提取方法用于重构后的滚动轴承复合故障信号，抽取出滚动轴承各单一故障信号，再逐一对单一故障信号进行包络解调分析，以获取相应的故障特征。通过实验，对所述方法的可行性及有效性进行了验证。  
        关键词：自学习字典;盲提取;滚动轴承;多故障诊断   
        5
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482336 false
        发布时间：2022-09-25
      • 刘传慧,陈晓静,侯晓晓,朱强,董勇
        2022, 46(2): 155-159. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.025
        摘要：为了更好地识别噪声与时变转速条件对变工况齿轮箱的故障，开发了一种通过深度小波自动编码器（DWAE）与门控循环单元神经网络（GRUNN）相结合的变工况齿轮箱故障识别方法，其能够从含噪样本自主提取得到鲁棒故障特征；通过Adam与Dropout方法进行训练，通过Softmax分类器对待诊样本的变工况齿轮箱运行状态进行了准确识别。研究结果表明，采用该模型识别齿轮故障时，能够达到有效分离齿轮的6种故障状态，从而满足齿轮状态聚类的优化功能；该模型能够提取出DWAE的鲁棒特征参数，也可以发挥GRUNN以实现消除梯度的效果。当训练样本数增加，待诊样本的准确率也发生了明显提升。样本数超过200后，测试待诊样本可获得稳定准确率，通过DWAE-GRUNN方法识别得到的准确率最高。针对变转速工况，该模型可以保持很好的准确率。  
        关键词：变工况齿轮箱;故障识别;深度小波自动编码器;门控循环单元神经网络;准确率   
        3
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482912 false
        发布时间：2022-09-25
      • 姜琛,张孟九,金丽善,逄宁宁
        2022, 46(2): 160-164. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.026
        摘要：链条作为链传动系统中非常重要的组成部分，在工作时销轴和套筒会发生滑动摩擦从而产生磨损，达一定程度就会导致链条伸长失效。针对失效形式，将销轴表面进行铬钒共渗处理，提高其表面硬度，进而提高销轴的耐磨性，并通过试验研究不同温度以及时间对渗层的影响，提高渗层的质量，从而大大提高链条的耐磨性能。  
        关键词：链条;销轴;铬钒共渗;表面硬度;渗层;温度;时间   
        3
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30482781 false
        发布时间：2022-09-25
      • 任亚雄,高强,张昊冬,薛姣龙,闫宏伟
        2022, 46(2): 165-170. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.027
        摘要：针对焦炉炉顶环境恶劣，人工测温精度低，设计了一种用于焦炉测温的仿蝎机器人，该机器人由行走机构和执行机构两部分组成。对测温机器人整体结构建模，对机械臂进行运动学方程求解和仿真分析，并对其运动轨迹进行了规划；对炉盖提放机构进行工作空间分析，求得末端机械手可达的空间范围；制作机器人物理样机，对机器人测温机械臂进行了定位验证，误差在2 mm范围内；对提放盖机构进行工作空间验证，可达到蒙特卡洛法求得的工作空间，为后续实际测温奠定了基础。  
        关键词：焦炉测温;运动学;空间轨迹;工作空间   
        4
        |
        3
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30483104 false
        发布时间：2022-09-25
      • 刘斌,魏理林,杨昊东,剡昌锋,任富强,罗伟
        2022, 46(2): 171-176. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.028
        摘要：针对某高空救援车行星减速器薄壁齿圈径向尺寸大、承载载荷大和精度高等要求，分析了薄壁齿圈在加工和热处理过程中的变形问题，找到了工件变形问题的原因，制定了解决方案，优化了薄壁齿圈加工和热处理的工艺路线；使用Deform热处理仿真软件，模拟了优化后的热处理路线，验证了优化方案的可行性。该优化方案提高了工件的精度，符合某高空救援车行星减速器在复杂工况条件下正常工作的要求，确保了机械设备的安全平稳运行。工程实践表明，该优化方案适用于低速重载的高空救援车回转机构减速器，具有较高的经济实用性。  
        关键词：行星减速器;薄壁齿圈;加工工艺;优化   
        4
        |
        7
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 30481830 false
        发布时间：2022-09-25
      0