基于机器视觉的机车齿轮毂全自动双轴拧紧机的设计和应用

设计了基于机器视觉的机车齿轮毂全自动双轴拧紧机,根据拧紧工艺和扭矩控制原理实现对螺栓拧紧力矩的控制;通过丝杠变径机构,实现不同规格齿轮毂螺栓拧紧;利用机器视觉实现螺栓位置的识别以及初始位置的确定;讨论了自动拧紧机控制系统的硬件组成和软件系统配置,并介绍了防错、防漏功能的设计流程。螺栓自动拧紧机可提高装配精度和操作效率,降低工人的劳动强度。     

An effective method of bulk materials moisture measurement using capacitive sensors

When we speak about capacitance moisture meters for bulk materials we have to face with different values of dielectric permittivity for different bulk materials in dehydrated state, what causes a method error that can be named ‘type uncertainty’. Besides, different varieties of the same material have different values of dielectric permittivity, which depend from geographical origin, processing conditions etc. It can be hardly predicted automatically and type uncertainty can be compensated only in separate situations with the help of preliminary calibration. Main tasks of the research are to develop new comparison principle of moisture measurement with better accuracy due to effective compensation of physical, chemical and granulometric composition influence on the result of moisture measurement, develop new primary and secondary instrument transducers. Moisture sensor consists of four measuring capacitors. Two of them should be filled with a sample, which moisture content should be determined, and other pair of measuring capacitors should be filled with a same substance, but previously dehydrated. Mathematical models, developed to take into account granulometric composition of a bulk material were used to carry out a comparison analysis for three types of instrument measuring transducers. Obtained results proved that suggested principle of moisture measurement provides effective compensation of granulometric composition influence. Developed measuring principle had been experimentally tested what helped to confirm that it provides two times better compensation of different physical and chemical composition for different materials in comparison with the direct comparison method.     

新型40 m级测量船动力系统设计优化

针对40 m级测量船功能需求的提高,对新建40 m级测量船的动力系统进行优化,采用技术成熟的滑差齿轮箱驱动螺旋桨的推进方式取代可调螺距螺旋桨推进方式,使新建船在作业航区、测量作业能力等方面有较明显的提升,且船舶的灵活性和安全性得到进一步提高,满足了近海测量作业的实际需求。     

滚齿工艺对齿根粗糙度的影响

针对国内外风电和工业齿轮箱轻量化的设计趋势,较低的安全系数对齿轮齿根弯曲强度提出了更为严格的要求。研究表明,在材料技术和齿形设计难以再优化的情况下,滚齿加工的粗糙度,尤其是齿根部位的粗糙度对齿轮弯曲强度的影响尤为敏感。针对滚齿工艺过程,从滚齿加工参数、刀具前刀面粗糙度和刀具刃口圆角三方面进行分析,验证其对齿根粗糙度的影响。     

圆柱滚子外圆精密加工技术综述

圆柱滚子外圆精密加工技术作为圆柱滚子制造流程的终加工手段，对保证圆柱滚子的形状精度、尺寸精度、表面质量及其一致性起到关键作用。目前，依据加工原理不同，圆柱滚子加工方法主要分为无心磨削和无心超精研的工业主流传统加工方法，以及定心往复超精研、电化学机械光整、磁流体研磨、双平面方式超精研抛等非传统加工方法。介绍了上述不同加工方法的基本加工原理和研究现状，在加工精度、表面质量、生产效率等方面讨论了各加工方法的优缺点；展望了圆柱滚子外圆精密加工技术未来的发展方向，包括超精密工件和设备、高效自动化生产、高柔性生产、微小型零件、复合工艺、智能装备等。     

考虑自锁元件动态特性的超越离合器-齿轮系统模型研究

现有超越离合器动力学模型仅将主从动端的转速差或者转角差作为其处于接合或者超越状态的判断依据，但实际上由于自锁元件的惯性、变形因素及主从动件之间间隙的存在，此类模型在准确描述超越离合器及其传动系统的动力学特性方面存在一些问题。针对此类问题，以现有动力学模型为基础，提出通过转角补偿的形式将自锁元件动态特性的影响纳入建模的考虑因素，基于不同类型的超越离合器模型建立了超越离合器-齿轮系统动力学模型，分别在输入端驱动力矩稳定和波动两种情况下，应用MATLAB/Simulink进行了动力学特性仿真计算，并进行了超越离合器-齿轮系统台架试验。对计算结果和试验结果进行了对比分析，证明超越离合器采用“加入转角补偿的转角差模型”能够更为准确地描述超越离合器-齿轮系统的动态特性。     

Ease-off拓扑修正的准双曲面齿轮齿面修形方法

为了提升驱动桥准双曲面齿轮传动的啮合性能，针对准双曲面齿轮刀倾半展成法(HFT)提出一种Ease-off拓扑修正方法。在建立齿面共轭啮合数学模型的基础上，推导出小轮基准齿面方程，通过计算小轮实际齿面与基准齿面之间的偏差，构建出Ease-off拓扑。借助二阶多项表达式对Ease-off拓扑分解，计算出齿面失配系数，通过调整齿面失配系数构建出修正Ease-off拓扑。通过比较当前Ease-off拓扑与修正Ease-off拓扑，消除小轮当前齿面与修正齿面之间的偏差，反求出小轮加工参数。最后以一对准双曲面齿轮为例进行齿面拓扑修形与磨齿加工，实际齿面印痕与仿真结果一致，验证了齿面拓扑修形方法的有效性。齿面加载接触分析结果表明，修形后齿面接触应力分布得到了改善，实际载荷下齿面接触重合度增加，从而验证了修形方案的合理性。     

飞刀法加工蜗杆面齿轮的理论研究与实践

为快速获取蜗杆面齿轮的精确齿面，提出了一种加工面齿轮的新方法——飞刀加工法。建立了蜗杆面齿轮的理论模型，基于四轴数控镗床建立加工坐标系，分析了所提方法的加工机理，并将其分为两个阶段：仿形阶段和分度加工阶段；采用飞刀加工法进行刀具轨迹的求解，得到了该轨迹在面齿轮齿坯上的切触迹线，验证了所提方法的正确性；求解了上述两个阶段中刀具主轴转速、工件轴转速及刀具进给速度之间的关系，编制了加工程序，并在VERICUT中对蜗杆面齿轮进行了仿真加工，验证了所提方法的可行性；最后进行了加工实验验证。     

综合改进奇异谱分解和奇异值分解的齿轮故障特征提取方法

针对齿轮故障特征微弱，在强背景噪声下难以有效提取的问题，提出了一种改进奇异谱分解（ISSD）结合奇异值分解（SVD）的齿轮故障特征提取方法。针对奇异谱分解（SSD）算法中模态参数需凭经验选取的缺陷，基于散布熵优化算法对SSD算法进行了改进，在得到既定的一组奇异谱分量的基础上，根据峭度值最大准则筛选出了最佳奇异谱分量并进行了SVD处理，采用奇异值能量标准谱自适应地确定了信号重构阶数以还原信号和提高降噪效果。最后对信号进行包络解调以提取齿轮故障特征，将所提方法运用到仿真信号和齿轮实测信号中，并同传统包络谱、SSD包络谱以及经验模态分解结合SVD(EMD-SVD)方法进行了对比分析，结果表明，所提方法的降噪和特征提取效果更佳，能够更加有效地实现齿轮故障的判别。