齿轮参数激光测量系统运动学分析与仿真

齿轮参数激光测量系统的运动平稳性和可靠性是保证测量精度的重要因素。为了了解该测量机构的运动特性,通过使用Solidworks软件对齿轮参数激光测量系统进行实体建模,采用D-H法对该测量系统各个运动关节建立了坐标系并进行了正运动学分析。利用MATLAB中Robotics Toolbox工具箱,对该测量机构建立了运动学模型并对其进行了运动学仿真,对运动关节进行了轨迹规划仿真。通过运动仿真结果,可以更加清楚地了解测量系统在测量过程中的运动过程,对轨迹规划的仿真验证了运动机构的可靠性和平稳性。     

自适应时间尺度分解方法及其应用

针对齿轮故障振动信号的非线性、非平稳和多分量的特征,在定义了瞬时频率具有物理意义的本征时间尺度函数(intrinsic time-scale function,ITF)的基础上,结合固有时间尺度分解中基线信号的构造方法,提出自适应时间尺度分解(adaptive time-scale decomposition,ATD)的时频分析方法,该方法可以自适应地将一个复杂信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义的本征时间尺度分量之和.仿真分析验证了ATD方法的有效性以及定义本征时间尺度函数方法的合理性.分别将ATD、经验模态分解(EMD)、局部均值分解(LMD)和固有时间尺度分解(ITD)与包络解调分析相结合应用于斜齿轮故障诊断中,实验结果表明:自适应时间尺度分解方法在保证分解结果正确性的前提下,计算效率方面具有明显优势,将该方法与包络解调相结合能够有效提取到齿轮的故障特征.     

Investigation of the optimum differential gear ratio for real driving cycles by experiment design and genetic algorithm

Experiment statistical method and genetic algorithms based optimization method are used to obtain the optimum differential gear ratio for heavy truck that provides best fuel consumption when changing the working condition that affects its torque and speed range. The aim of the study is to obtain the optimum differential gear ratio with fast and accurate optimization calculation without affecting drivability characteristics of the vehicle according to certain driving cycles that represent the new working conditions of the truck. The study is carried on a mining dump truck YT3621 with 9 forward shift manual transmission. Two loading conditions,no load and 40 t,and four on road real driving cycles have been discussed. The truck powertrain is modeled using GT-drive,and DOE-post processing tool of the GT-suite is used for DOE analysis and genetic algorithm optimization.     

弧齿锥齿轮有限元建模与接触分析

为了使有限元软件能够对齿面微米量级变化的齿轮进行分析,提出了基于高精度建模的有限元分析方法。将齿面的理论计算公式转化成数值计算算法,按照有限元理论和有限元软件的编程语法将齿轮实体进行节点坐标求解和网格单元划分,可以求得一对装配好的有限元齿轮模型。高精度建模的高重合度弧齿锥齿轮算例中,将有限元计算结果与实验结果对比,发现两者的一致性:弯曲应力曲线形状一致,变化规律相近;接触印痕区域一致,变化趋势相同。高精度建模有限元分析能够清晰的反映齿面微米量级改变导致的印痕和应力的变化。     

装载机变速箱运动仿真与动力分析

为了提高工程车辆研制设计中的技术分析与性能模拟水平,运用三维实体设计软件Pro/Engineer完成了轮式装载机变速箱零件三维造型设计和总成零部件装配连接;根据装载机变速箱前进II档运输工况牵引性能实验获得的速度与动力变化参数,运用Pro/Mechanism的运动仿真与动力分析功能,实现了装载机变速箱在实际动力驱动下的运动仿真与动力分析,检验了变速箱总成零部件的运动与动力特性,提高了工程车辆研制开发技术分析与性能模拟水平.     

基于鲁棒最小二乘支持向量机的齿轮磨损预测

为了降低包含噪声的现场齿轮磨损数据对最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)模型稳健性的影响,采用迭代鲁棒最小二乘支持向量机(iteratively robust least squares support vector machine,IRLSSVM)对齿轮磨损数据进行建模和预报.首先,增加权函数迭代次数以保证建模过程的鲁棒性;然后,将具有全局搜索的耦合模拟退火(coupled simulated annealing,CSA)与局部优化的单纯形法(simplex method,SM)相结合的方法用于优化IRLSSVM模型超参数,进而采用鲁棒交叉验证作为CSA-SM算法拟合目标函数,提高IRLSSVM模型超参数优化过程的鲁棒性;最后,利用K727840ZW变速箱现场齿轮磨损数据进行了数值实验,结果验证了所提出方法的有效性.     

重载齿轮涂层承载能力的仿真分析

为了将物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)涂层应用到高速重载齿轮传动装置中,运用有限元分析了涂层类型、涂层厚度、载荷大小对涂层应力分布的影响.考虑到齿轮轮齿工作面受力复杂,结合齿轮轮齿实际载荷,用非线性弹簧单元来模拟涂层-基体结构的界面结合层,建立了齿轮涂层接触力学计算模型.结合国内外其他学者所做的实验研究,计算结果表明:涂层表面的最大等效应力是涂层表面裂纹产生的主要因素,涂层厚度对等效应力分布有较大影响;涂层/基底界面的最大切应力是导致涂层剥落的主要因素,不同的涂层厚度对切应力点的分布有很明显的影响;载荷等级影响涂层的应力分布和失效形式.     

增材制造椭圆锥齿轮的齿面与齿距误差分析

为提高椭圆锥齿轮增材制造的加工精度,减少其加工误差,对增材制造加工的椭圆锥齿轮进行误差测量,并分析误差产生的原因．运用齿轮啮合空间传动原理及增材制造的基本原理,建立了椭圆锥齿轮空间啮合坐标系、增材加工坐标系、分层模型、椭圆锥齿轮的理论误差模型和误差检测模型;对椭圆锥齿轮进行前处理分析,并对增材制造过程进行研究,获得该齿轮增材制造的加工方法;采用超景深三维显微系统和三坐标测量机对该齿轮进行检测,分析其表面误差精度与齿距误差．结果表明:利用增材制造法加工的椭圆锥齿轮误差偏大;优化STL模型,减小金属粉末直径,减少激光半径和热效应对加工层的影响,均有助于提高增材制造加工精度．     

风电齿轮箱零件寿命分布函数的确定方法

以1.5 MW风电齿轮箱齿轮为研究对象,基于齿轮的设计参数,通过机械零部件动态可靠性模型,得到风电齿轮箱齿轮的寿命分布模型。假设它的寿命分布函数分别服从双参数威布尔分布和对数正态分布,并用最小二乘法对两种分布形式的参数进行估计,用相关系数法对两种分布形式的估计结果进行检验。检验结果表明,两种分布形式中威布尔分布对寿命分布模型的分布函数形式拟合得较好,由此确定的寿命分布函数对于零件全生命周期的管理具有一定的指导意义。     

波发生器外置谐波式齿轮泵轮齿表面耐磨分析

针对普通齿轮传动和谐波齿轮传动在齿面磨损计算方面的差异。通过对波发生器外置谐波式齿轮泵柔轮所受液压力的分析,推导了柔轮所受液压力矩的近似计算公式,并在此基础上推出了轮齿工作表面耐磨条件公式,为谐波式齿轮泵的设计和进一步研究提供了理论参考。