齿廓修形对功率二分支齿轮传动系统的动载荷影响分析

针对功率二分支齿轮传动系统,考虑时变啮合刚度、齿侧间隙,并把齿廓修形作为一种时变齿侧间隙计入,建立了功率分流齿轮传动的弯-扭-轴耦合动力学模型和相应的非线性动力学方程。对方程求解,得出了齿廓修形与齿轮副动载系数的关系,说明合理的修形可使功率分流齿轮传动不发生齿面分离和齿背冲击现象;利用不同修形量下各齿轮副动载系数峰值的等高线,确定最佳修形量,使齿轮传动的动载系数最小。研究结果表明,合理的齿廓修形,可以使功率二分支齿轮传动系统的最大动载系数由3.6减小到1.6。     

真实啮合状态面齿轮副时变啮合刚度计算及系统振动特性分析

为了获得面齿轮传动系统真实啮合状态的时变啮合刚度,提出一种能够综合考虑齿面修形和安装误差,运用面齿轮轮齿接触分析(TCA)及承载接触分析(LTCA)技术的时变啮合刚度精确计算方法。构建了面齿轮副的TCA和LTCA模型,采用有限元和数学规划的方法获得轮齿接触变形及齿轮啮合力,计算得到面齿轮副精确时变啮合刚度,进而研究了修形参数对面齿轮系统时变啮合刚度的影响规律;在此基础上,建立了考虑时变啮合刚度以及综合传递误差等内部激励的面齿轮传动系统动力学模型,仿真了精确时变啮合刚度激励下的面齿轮传动系统振动响应,为面齿轮传动系统的动态设计提供了理论参考。     

修形人字齿轮传动系统动态特性分析

利用抛物线代替齿条刀具切削刃上的部分直线,实现人字齿轮齿高修形;通过预控抛物线型传动误差,结合刀具切削刃的方程,推导齿条刀具与轮齿的啮合方程,实现人字齿轮齿向修形。建立人字齿轮弯-扭耦合动力学模型和系统的振动微分方程。根据人字齿轮轮齿接触分析方法(TCA)求出齿高修形和齿向修形齿轮的传动误差,并作为误差激励代入人字齿轮动力学方程中,进行修形人字齿轮的动特性研究。通过计算得出预控抛物线传动误差修形可以降低人字齿轮传动的动载系数,从而更有效地达到减振降噪的目的。     

齿侧间隙影响的人字齿四分支传动非线性特性

为了分析齿侧间隙引起的船用重载人字齿轮功率四分支传动的非线性问题,结合集中参数理论,建立综合考虑时变刚度、啮合阻尼、支撑刚度及阻尼、齿侧间隙等非线性因素的动力学模型。基于人字齿轮轮齿加载接触仿真分析,提出一种精确计算人字齿轮副的时变啮合刚度激励的方法,采用数值解法,得到齿侧间隙影响下的系统在无冲击、单边冲击和双边冲击状态的动载系数和振幅。结果表明:功率四分支传动系统具有复杂的非线性特性,对齿侧间隙量的变化较为敏感,齿侧间隙从0μm~150μm变化时,系统载荷由双边冲击到单边冲击变化,齿侧间隙当大于某临界值后,系统的动力学特性不再随齿侧间隙的增大而改变。揭示了人字齿功率四分支传动非线性动态特性的变化规律,为该系统的动态均衡优化设计奠定了理论基础。     

正交面齿轮功率分流传动系统非线性动力学研究

建立了含面齿轮的功率分流传动系统的弯-扭耦合非线性动力学模型,模型计入了时变啮合刚度、啮合相位、啮合误差和齿侧间隙。基于数值求解,分析了不同转速下的动载系数,以及动响应的相图、Poincare图和FFT图,结果表明系统两分支上的动载荷水平不同,且在不同转速下系统呈现拟周期响应或混沌响应;分析了不同齿侧间隙下系统的动载系数和动响应的相图,结果表明当齿侧间隙大于某临界值后,系统的动力学特性不再随齿侧间隙的增大而改变。     

人字齿行星齿轮传动系统振动特性研究

通过对人字齿行星齿轮传动系统多重啮合间相位关系的分析,给出了考虑啮合相位的时变啮合刚度计算公式。考虑误差激励和时变啮合刚度激励,在行星架随动坐标系中建立了人字齿行星齿轮传动系统的平移-扭转耦合动力学模型。针对两组不同啮合相位的行星齿轮传动系统,采用傅里叶级数法求解其动力学模型,得到频域解和时域解,且分析啮合相位对人字齿行星齿轮系统振动特性的影响。     

参数对分扭-并车齿轮传动系统动载和均载特性的影响

为提高分扭-并车齿轮传动的动载稳定性,对直齿轮和人字齿轮构成的分扭-并车齿轮系统建立了考虑多间隙等激励因素的动力学模型。引入高斯消元技术使振动模型降为含9自由度的线性无关方程组;采用4阶Runge-Kutta法对量纲一方程组实施数值求解,分析了齿侧间隙、综合传动误差和时变啮合刚度等激励下的动载特性。结果表明,齿侧间隙在局部范围内存在动载加剧现象;动载系数激增至2. 705,综合传动误差激励下相同传动级上的均载特性基本一致;时变啮合刚度波动系数大于0. 25时,分扭级的动载波动较剧烈。研究结果对该类齿轮系统动载设计具有指导意义。     

基于齿轮时变啮合过程的修形齿面设计方法研究

斜齿轮啮合过程中的理想齿面为渐开螺旋面,但在实际的服役过程中,由于齿轮受载、热变形以及支承变形等因素的影响,实际齿面与理想齿面存在一定的偏差,通常采用齿面修形的方法来减小由于位置偏差引起的齿面偏载及振动。现有的修形方式往往采用考虑载荷大小的公式法计算修形量,虽然能在一定程度上提高传动性能,但仍存在设计精度不高的问题。提出一种基于齿轮时变啮合过程的拓扑修形齿面设计方法,以此来提高齿轮副传动的啮合性能。首先,通过沿斜齿轮接触迹线划分齿面的方式对石川公式进行改进,建立斜齿轮副齿面时变刚度模型;然后,根据齿轮副的实际啮合过程建立6自由度动力学方程;最后,根据动力学方程计算的齿面综合变形量设计补偿齿面拓扑修形量,并进行了动力学仿真。通过与采用传统公式法设计的修形齿轮进行仿真对比,验证了提出方法的有效性。     

考虑轮齿修形的变厚齿轮啮合刚度数值计算

针对有限元法求解变厚齿轮时变啮合刚度的求解效率低、计算结果易不收敛等问题,基于切片法建立了一种考虑齿向修形的变厚齿轮时变啮合刚度求解模型,在综合考虑齿轮基圆与齿根圆之间关系的基础上,对现有的Weber能量法进行改进,并采用该方法计算了变厚齿轮的时变啮合刚度。通过建立变厚齿轮有限元分析模型,对其进行加载接触分析,计算其啮合刚度,并与所提方法进行比较,结果表明,所提方法可以有效提高计算精度,提升计算效率。在此基础上,采用集中参数法分析了变厚齿轮不同啮合参数和修形参数对时变啮合刚度的影响规律,为变厚齿轮的结构优化设计和系统动力学分析奠定了基础。     

考虑多轴柔性的人字行星齿轮传动系统动态特性研究

基于有限单元法,建立了一种全自由度人字行星齿轮传动系统动力学模型.模型将时变啮合刚度、综合啮合误差和啮合相位作为动态激励,分析了太阳轮轴柔性和行星轮轴柔性对人字行星齿轮传动系统中内外啮合动态啮合力和动态传递误差的影响.结果表明:轴的柔性变形对人字齿轮行星传动系统的动态特性具有显著影响,考虑轴柔性后,人字齿轮左右两侧斜齿...     

基于响应面法的超压艇结构优化设计

基 于 响 应 面 方 法 ,对 加 筋 超 压 艇 结 构 的 加 强 筋 间 距 、加 强 筋 直 径 和 筋 间 瓣 幅 曲 率 半 径 等 设 计 参数 进 行 优 化 设 计 。 根 据Ｂｏｘ Ｂｅｈｎｋｅｎ 试 验 方 法 设 计 结 构 分 析 样 本 点 ,采 用 有 限 元 法 获 得 样 本 结 构 的 应 力 ,利 用 响 应 面 法 研 究 加 强 筋 间 距 L 、筋 直 径d和 瓣 幅 曲 率 半 径 R 对 超 压 艇 筋 间 最 大 应 力 的 影 响 ,并 拟 合 得 到加 强 筋 质 量 的 二 元 二 次 响 应 面 模 型 ,建 立 加 强 筋 质 量 为 约 束 条 件 的 结 构 参 数 优 化 函 数 。 优 化 结 果 表 明 ,加强 筋 间 距 、加 强 筋 直 径 、瓣 幅 曲 率 半 径 ３ 个 设 计 参 数 具 有 强 相 关 性 ,允 许 质 量 为 未 加 筋 结 构 的 ３０ ％ 时 ,优 化的 超 压 艇 结 构 可 显 著 控 制 超 压 艇 结 构 的 筋 间 最 大 应 力 。     

基于CFD的迷宫式调节阀内流场分析

建立了迷宫式调节阀内流场的二分之一几何模型,应用计算流体力学(CFD)的方法对迷宫式调节阀的内流场进行数值模拟,计算得到了在不同开度时迷宫式调节阀整体的流量系数和阀芯各个盘片的流量系数,分析了迷宫式调节阀内局部流场的流动特性,为迷宫式调节阀的相关研发工作提供参考。     

基于直接配点法的智能汽车避障路径规划研究

针 对 智 能 汽 车 避 障 路 径 规 划 问 题 ，提 出 一 种 基 于 直 接 配 点 法 的 避 障 路 径 规 划 方 法 。 建 立 了 智能 汽 车 的 运 动 学 模 型 、障 碍 车 辆 的 边 界 模 型 、道 路 可 行 驶 区 域 模 型 和 临 界 碰 撞 约 束 条 件 等 ，并 将 智 能 汽 车 的避 障 路 径 规 划 问 题 归 结 为 最 优 控 制 问 题 。 基 于 直 接 配 点 法 将 避 障 路 径 规 划 问 题 中 的 状 态 及 控 制 变 量 离 散化 ，并 基 于 三 阶Ｓｉｍ ｐｓｏｎ 公 式 将 运 动 学 约 束 条 件 转 化 为 节 点 及 配 点 处 的 状 态 及 控 制 变 量 离 散 值 的 等 式 约 束条 件 ，从 而 将 上 述 路 径 规 划 问 题 转 化 为 非 线 性 规 划 问 题 （ Ｎ Ｌ Ｐ ）进 行 求 解 以 得 到 最 优 避 障 路 径 。 双 移 线 工 况下 避 障 路 径 规 划 的 仿 真 结 果 表 明 ，其 求 解 时 间 为 ０．８３ ｓ ，具 有 良 好 的 实 时 性 ，所 规 划 的 避 障 路 径 平 滑 ，对 车 辆初 始 位 置 不 敏 感 ，验 证 了 该 方 法 的 可 行 性 。     

基于工业机器人的铁氧体湿压磁材表面缺陷检测

为 了 保 证 永 磁 铁 氧 体 湿 压 磁 材 的 质 量 与 一 致 性 ,提 出 一 种 基 于 工 业 机 器 人 的 永 磁 铁 氧 体 湿压 磁 材 表 面 缺 陷 检 测 系 统 及 检 测 方 法 。 首 先 ,设 计 了 检 测 系 统 的 虚 拟 样 机 ,阐 述 了 系 统 的 工 作 原 理 。 进而 ,分 析 了 系 统 中ＳＣ Ａ Ｒ Ａ机 器 人 的 正 向 运 动 学 、反 向 运 动 学 及 轨 迹 规 划 算 法 ,展 示 了 铁 氧 体 磁 材 的 被 检测 过 程 。 然 后 ,给 出 了 铁 氧 体 磁 材 表 面 缺 陷 检 测 方 法 ,包 括 自 适 应 直 方 图 均 衡 化 、 Ｋｉｒｓｃｈ 边 缘 提 取 和 缺 陷域 特 征 处 理 。 最 后 ,通 过 仿 真 算 例 和 检 测 试 验 验 证 了 本 文 所 设 计 检 测 设 备 的 合 理 性 及 表 面 缺 陷 检 测 方 法的 可 行 性 。     

用于车辆提升的升降码分机设计及有限元仿真

为 了 解 决 当 前 城 市 汽 车 车 位 数 量 严 重 不 足 的 现 实 问 题 ,对 可 将 车 辆 安 全 提 升 到 空 间 车 库 的 升降 码 分 机 进 行 研 究 与 设 计 ;基 于Ｓｏｌｉｄ Ｗ ｏｒｋｓ Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ模 块 ,对 码 分 机 上 的 升 降 平 台 受 变 载 产 生 的 弹 性 变形 进 行 有 限 元 仿 真 分 析 ,根 据 其 弹 性 变 形 量 优 化 了 控 制 系 统 ,提 出 车 辆 出 入 库 时 升 降 平 台 边 缘 升 降 补 偿 量随 时 间 的 变 化 关 系 式 。 降 低 了 因 升 降 平 台 弹 性 变 形 而 产 生 的 系 统 误 差 ,提 高 了 车 辆 出 入 库 的 稳 定 性 。 研 究结 果 具 有 一 定 的 工 程 实 际 意 义 。     

风电场在可变风速下对频率的综合控制策略

针对可变风速下风电场频率控制问题,将变速风力发电机(VSWT)的超速控制和变桨距控制结合起来提出了减载控制策略,该策略不仅可以存储电能来满足配电网的约束需求,而且有助于初次调频控制。根据VSWT在高风速下运行的比例来调整风力发电机的静态频率差系数,实现在功率约束下对配电网的频率控制。     

变电设备局部放电故障非接触式带电检测方法研究

针 对 变 电 设 备 故 障 检 测 由 于 受 到 环 境 等 多 因 素 的 干 扰 ,导 致 检 测 结 果 准 确 率 下 降 的 问 题 ,提 出一 种 变 电 设 备 局 部 放 电 故 障 非 接 触 式 带 电 检 测 方 法 。 将 局 部 放 电 类 型 划 分 为 气 隙 放 电 、沿 面 放 电 、悬 浮 电位 放 电 和 电 晕 放 电 等 多 种 类 型 ,并 设 置 对 应 的 故 障 检 测 标 准 。 综 合 超 声 波 和 光 谱 技 术 的 抗 干 扰 优 势 ,将 其应 用 至 非 接 触 式 带 电 检 测 传 感 器 安 装 设 计 中 ,利 用 该 设 备 采 集 变 电 设 备 的 相 关 信 号 ,并 提 取 局 部 放 电 的 特征 量 。 将 特 征 提 取 结 果 与 设 置 的 检 测 标 准 进 行 匹 配 ,实 现 对 变 电 设 备 局 部 放 电 故 障 检 测 。 测 试 结 果 表 明 ,研 究 方 法 能 够 准 确 获 得 放 电 信 号 ,且 在 干 扰 环 境 下 该 方 法 的 检 测 准 确 率 较 高 ,具 有 实 用 性 。     

基于改进型蜻蜓算法的停电计划优化方法

基 于 带 约 束 的 多 目 标 优 化 理 论 ,建 立 了 年 度 停 电 检 修 计 划 决 策 模 型 ,针 对 传 统 群 智 能 算 法 效 率不 足 的 问 题 ,通 过 引 入 外 部 电 力 储 备 维 护 策 略 和 和 拥 挤 距 离 下 的 生 态 位 共 享 机 制 ,提 出 了 改 进 型 蜻 蜓 算 法 ,提 高 了 原 有 算 法 的 全 局 最 优 性 和 分 布 均 匀 性 ,提 高 了 年 度 停 电 计 划 的 经 济 、可 靠 、平 衡 性 。 最 后 通 过 ＩＥ Ｅ ＥＲ Ｔ Ｓ- ７９模 型 ,对 比 ２ 种 传 统 群 智 能 算 法 进 行 了 仿 真 分 析 。 仿 真 结 果 表 明 ,在 电 力 调 度 的 平 衡 和 储 备 达 到最 优 的 前 提 条 件 下 ,采 用 本文 提 出 的 算 法 大 大 提 高 了 求 解 效 率 ,能 有 效 满 足 实 际 电 网 停 电 计 划 的 需 要 。     

MW级风电机组偏航振动噪音问题分析及改进

针对风电机组偏航系统在偏航过程中出现的振动超标、噪音过大问题,进行了风机偏航系统振动噪音问题现场排查,结果表明主要问题是偏航制动器摩擦片表面形成釉质层。提出了制动盘开槽方案,并结合有限元分析软件ANSYS,对偏航制动盘进行了强度分析,仿真结果表明,极限强度及疲劳强度均满足设计要求。进一步对风电场进行工程改造,结果表明,风机偏航过程中振动、噪音问题明显减弱。     

纱筒搬运机器人的设计

针 对 纺 织 企 业 人 工 搬 运 纱 筒 的 效 率 低 ,劳 动 强 度 大 等 问 题 ,设 计 纱 筒 抓 取 机 器 人 来 代 替 人 工 完成 筒 纱 的 搬 运 。 在 分 析 纱 筒 搬 运 过 程 的 运 动 特 征 基 础 上 ,通 过 对 自 由 度 、本 体 结 构 和 驱 动 方 式 的 计 算 ,选 用Ｕ Ｒ１０ 人 机 协 作 机 器 人 作 为 纱 筒 搬 运 机 器 人 的 本 体 。 为 了 提 高 搬 运 效 率 ,设 计 开 发 了 具 有 平 移 内 撑 式 的 双抓 取 机 构 和 推 纱 机 构 的 末 端 执 行 器 ,采 用Ｓｏｌｉｄ Ｗ ｏｒｋｓ 建 立 了 结 构 模 型 和 装 配 模 型 。 设 计 机 器 人 操 纵 界 面 实现 工 艺 参 数 的 调 整 和 工 作 状 态 的 监 控 。 实 验 结 果 表 明 ,纱 筒 搬 运 机 器 人 可 以 有 效 完 成 单 次 对 ２ 只 筒 纱 的 抓纱 和 推 纱 工 作 循 环 ,连 续 工 作 安 全 ,性 能 稳 定 。