双圆弧谐波齿轮传动柔轮齿廓参数的优化设计

“双共轭”啮合区间对提高双圆弧谐波齿轮传动扭转刚度和传动精度有重要作用,提出一种增大“双共轭”啮合区间的方法。综合利用分段函数和啮合不变矩阵建立柔轮齿廓弧长参数方程和理论啮合方程,可有效简化谐波传动理论共轭齿廓的求解过程。基于此,以缩小共轭齿廓间差异为目标建立优化目标函数,对柔轮齿廓分别以公切线倾角、公切线纵向长度和凹圆弧齿廓半径为自变量进行单参数及多参数优化设计。研究结果表明,该优化设计方法可实现柔轮齿廓参数的合理选择,保证谐波传动“双共轭”运动的精度。     

材料填充对滤波减速器啮合力与润滑特性的影响

为提高滤波减速器寿命,设计在齿上开槽,并在槽内填充紫铜、硬铝合金、尼龙1010、丁晴橡胶的新型结构。建立了滤波减速器在不同位置啮合的有限元模型,计算了不同填充材料齿轮在不同啮合位置的啮合力。在此基础上建立了考虑齿面粗糙度的滤波减速器混合润滑模型,分析了转速对不同填充材料滤波减速器润滑特性的影响。有限元模型计算结果表明：材料填充可以增加滤波减速器轮齿啮合对数,有效减小啮合力,齿面最大接触力随着填充材料弹性模量的减小而减小。润滑计算结果表明,材料填充可以增大齿面间平均油膜厚度,有效提高滤波减速器润滑性能。在转速小于1 500 r/min时,通过材料填充可以降低接触面积比,转速大于1 500 r/min时,材料填充对接触面积比的影响不明显;在啮入啮出点时,转速大于1 500 r/min时,材料填充可以降低滤波减速器齿面最大接触应力,转速小于1 500 r/min时,最大接触应力随填充材料弹性模量的变化规律不明显;节点啮合时,丁晴橡胶和尼龙1010可以显著降低齿面最大接触应力。     

齿上开槽对滤波减速器力学性能的影响

本文使用有限元法研究滤波减速器轮齿上开槽对滤波减速器轮齿的动力学性能和传动性能的影响。通过对滤波减速器齿上不同开槽形状进行有限元对比分析,结果显示直槽对轮齿力学性能有很好的改善作用。在此基础上分析了直槽的槽深、槽宽、应力释放孔大小和应力释放孔与直槽的倒角大小对轮齿力学性能的影响以及不同载荷下轮齿应力分布情况。研究结果表明在滤波减速器齿上开直槽,当槽深大于轮齿模数的三倍,应力释放孔和倒角的半径大于槽宽的十倍,槽缝宽度不超过轮齿模数的十分之一时,其接触应力、弯曲应力和冲击振动较小。     

轴向超声振动辅助铣削TiB2/7050Al复合材料残余应力试验研究

针对TiB2颗粒增强铝基复合材料可加工性差、切削温度高、刀具磨损严重等问题,开展TiB2/7050Al复合材料轴向超声振动辅助铣削残余应力试验,研究各加工参数对超声振动辅助铣削表面及亚表层残余应力的影响规律,并分析力热耦合作用对超声振动辅助铣削残余应力的作用机制。研究表明:TiB2/7050Al复合材料超声振动辅助铣削表面残余应力均为残余压应力,且残余压应力随每齿进给量、切削速度的增加而减小,而随着切削深度及超声频率的增加呈现先增大后减小的趋势;工件亚表层残余应力影响层厚度为90~120μm,且未观测到明显的加工硬化现象。     

基于ANSYS Workbench的RV减速器随机振动分析

以RV减速器为研究对象,建立了RV减速器的三维模型,导入Adams中进行运动学仿真,得到了正齿轮的加速度;利用ANSYS Workbench求解得到RV减速器的固有频率,根据概率统计学分析技术推导功率谱密度函数;最后,将功率谱密度峰值提取后导入ANSYS Workbench的Random vibration模块作随机振动分析。该方法考虑了随机振动因素对机构应力以及安全裕度的影响,为处理RV减速器工作可靠性问题提供了一种新的方法。     

基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型

针对多轴联动数控机床加工精度误差补偿问题,从分析数控机床误差产生机理和建立精度误差补偿模型的角度,提出了基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型。分析了B-A摆头五轴龙门数控机床的拓扑结构关系、低序体阵列、各典型体坐标变换,推导出了B-A摆头五轴龙门数控机床精度几何误差预测函数。采用平动轴十二线法误差参数辨识算法,测量并计算了某B-A摆头五轴数控机床21项空间几何误差,为精度几何误差预测函数提供有效参量。该几何误差参数建模方法,对不同拓扑结构和运动关系的数控机床具有通用性,为后续数控机床误差动态实时补偿并提高切削加工精度提供了理论依据。     

基于量子加权长短时记忆神经网络的状态退化趋势预测

提出基于量子加权长短时记忆神经网络(QWLSTMNN)的旋转机械状态退化趋势预测方法。首先采用小波包能量熵误差构建状态退化特征集,然后将该特征集输入QWLSTMNN以完成旋转机械状态退化趋势预测。在QWLSTMNN中,将输入层权值量子位扩展到隐层以获取额外的梯度信息;利用隐层权值量子位的反馈信息以获取输入序列的全部记忆,改善了原长短时记忆神经网络(LSTMNN)的非线性逼近能力和泛化性能,使所提出的状态退化趋势预测方法具有较高的预测精度;另外,采用新型的基于量子相移门和量子梯度下降法的学习算法以实现QWLSTMNN的网络量子参数(即权值量子位和活性值量子位)的快速更新,提高了网络收敛速度,使所提出的预测方法具有较高的计算效率。滚动轴承状态退化趋势预测实例验证了该方法的有效性。     

填充材料对齿上开槽滤波减速器性能的影响

在滤波减速器轮齿上开槽可以改善其力学性能和传动平稳性,但传动精度会下降,本文考虑在槽缝内填充材料,以使滤波减速器的综合性能得到平衡和提高。用有限元法研究了不同的槽缝宽度填充紫铜、硬铝合金、尼龙1010和丁腈橡胶4种材料时,滤波减速器的力学性能和传动性能。结果表明:槽缝很小时,填充丁腈橡胶可以减振降噪,对传动精度没有改善作用;槽缝较大时,填充硬铝合金,不但提高了轮齿的力学性能和传动平稳性,传动精度也得到控制。     

双圆弧谐波减速器共轭啮合区混合润滑分析

为了给轮齿啮合区的加速寿命试验提供理论依据,更好地指导产品优化设计,以某型号谐波减速器为分析对象,基于包络理论求出柔轮与刚轮的齿廓方程,分析了啮合点的曲率半径、卷吸速度以及啮合区受载情况,综合考虑啮合区的宏观几何、真实表面粗糙度等因素,建立了柔轮与刚轮啮合区的混合润滑模型,通过分析润滑区膜厚比、摩擦因数等参数,定量研究了转速和温度对润滑性能的影响.结果表明:转速越高,平均油膜厚度和膜厚比越大,接触载荷比和接触面积比越小,润滑性能越好.当转速高于2 200 r/min时,啮合区由边界润滑变为混合润滑,接触载荷比和接触面积比较50 r/min时减小90%以上,摩擦因数减小一半以上,将转速控制在2 200 r/min以上有利于改善润滑状况;随着啮合区温度的升高,平均油膜厚度和膜厚比逐渐减小,接触载荷比和接触面积比逐渐增大,润滑状况逐渐变差.温度为60℃时,摩擦因数较10℃增加一倍以上,接触载荷比和接触面积比增加一倍以上,需严格控制谐波减速器工作温度在60℃以下.