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基于机器学习的动车传动齿轮修形仿真研究
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作者 刘志超 黄志辉 +2 位作者 李治桦 杨成龙 陈丙硕 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第8期87-95,共9页
动车传动齿轮在工作过程中存在齿面偏载和啮合冲击等问题,易造成齿轮失效。为改善此类问题,以CRH3动车为例,在Romax软件中建立了包含车轴和轴承的齿轮传动系统三维模型。基于RFE-XGBoost(recursive feature elimination-extreme gradien... 动车传动齿轮在工作过程中存在齿面偏载和啮合冲击等问题,易造成齿轮失效。为改善此类问题,以CRH3动车为例,在Romax软件中建立了包含车轴和轴承的齿轮传动系统三维模型。基于RFE-XGBoost(recursive feature elimination-extreme gradient boosting)特征选取模型,从通常采用的9个修形参数中筛选出最优修形参数组合。以筛选后的最优修形参数组合为输入变量,单位长度法向载荷为响应变量,分别基于反向传播(back propagation,BP)神经网络神经网络、随机森林回归、XGBoost算法构建了代理模型,并进行对比选择。最后采用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法调用代理模型,以单位长度法向载荷最小为优化目标,对齿轮修形参数取值进行寻优计算。优化结果表明,齿向斜度为13.6μm、齿端修薄长度为18.5 mm、齿端修薄量为4.4μm时齿轮修形效果最佳。通过Romax仿真计算验证,其单位长度法向载荷下降了24.36%,传动误差值下降了69.91%,有效改善了齿轮传动性能,缓解了齿面偏载的现象。研究结果可为齿轮修形方案选择和优化设计提供参考。 展开更多
关键词 动车传动齿轮 特征选取 齿轮修形 XGBoost算法 齿面接触分析
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渐开线测量过程中的扫描式测头动态响应
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作者 卢春霞 姜彬 赵威 《工具技术》 北大核心 2025年第3期150-153,共4页
随着齿轮测量中心测量速度的增大,测头的动态响应特性成为影响测量精度的关键因素。本文设计齿轮测量中心的多种测头接口,并基于三种不同的扫描式测头进行渐开线样板测量实验,对齿轮测量中心的联动误差、测头响应和测量结果进行分析。... 随着齿轮测量中心测量速度的增大,测头的动态响应特性成为影响测量精度的关键因素。本文设计齿轮测量中心的多种测头接口,并基于三种不同的扫描式测头进行渐开线样板测量实验,对齿轮测量中心的联动误差、测头响应和测量结果进行分析。实验结果表明,测量误差主要来源于测头的动态响应特性。 展开更多
关键词 齿轮测量中心 测量误差 扫描式测头 动态响应
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大齿轮在机测量关键技术分析 被引量:18
3
作者 李文龙 商向东 +2 位作者 赵文珍 金嘉琦 经以广 《工具技术》 北大核心 1997年第11期32-34,共3页
分析了国内外大齿轮测量技术现状,论述了在机测量的优越性及可行性,阐明了在机测量大齿轮齿形、齿向、齿距误差的关键技术。
关键词 大齿轮 在机测量 基准 几何偏心 误差
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特大型齿轮激光跟踪在位测量原理及关键技术 被引量:24
4
作者 石照耀 张白 +2 位作者 林家春 魏华亮 陈显民 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2340-2347,共8页
为了实现特大型齿轮精密测量,介绍了作者提出的特大型齿轮激光跟踪在位测量原理,重点阐述了其中的几项关键技术。特大型齿轮激光跟踪在位测量系统整合了激光跟踪仪的大尺寸测量能力和三坐标测量机的高精度,采用激光跟踪仪建立齿轮工件... 为了实现特大型齿轮精密测量,介绍了作者提出的特大型齿轮激光跟踪在位测量原理,重点阐述了其中的几项关键技术。特大型齿轮激光跟踪在位测量系统整合了激光跟踪仪的大尺寸测量能力和三坐标测量机的高精度,采用激光跟踪仪建立齿轮工件坐标系和三维测量平台坐标系,通过激光跟踪仪坐标系将齿轮工件坐标系与三维测量平台坐标系关联起来,并建立了相应坐标系的拟合模型及算法。同时,建立了三维测量平台的姿态调整模型,通过姿态调整机构完成了三维测量平台的姿态调整,进而确保三维测量平台与齿轮轴线的位置关系满足要求。最后,给出了该在位测量系统的实测结果。实验结果表明:特大型齿轮激光跟踪在位测量系统原理正确可行,满足6级以下特大型齿轮的精密测量。 展开更多
关键词 特大齿轮 齿轮测量 激光跟踪仪 在位测量 姿态调整
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基于NURBS曲面拟合的特大型齿轮齿廓偏差评定 被引量:13
5
作者 林家春 石照耀 +1 位作者 潘晨光 张白 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期533-539,共7页
在中等尺寸齿轮测量中,通常以轴线作为测量的基准,但对特大型齿轮来说,要精确获取其轴线存在较大困难。为了特大型齿轮特征线测量问题,本文提出并采用了三维测量与评定的方法。首先利用激光跟踪仪进行被测齿轮的粗定位,获取被测齿轮与... 在中等尺寸齿轮测量中,通常以轴线作为测量的基准,但对特大型齿轮来说,要精确获取其轴线存在较大困难。为了特大型齿轮特征线测量问题,本文提出并采用了三维测量与评定的方法。首先利用激光跟踪仪进行被测齿轮的粗定位,获取被测齿轮与三维平台的相对位置关系;然后利用所设计的三维平台在被测齿面获取大量的数据点,对这些数据点进行NURBS曲面拟合,建立真实齿面的三维参数化模型;最后将所建立的参数化模型与理论模型相比较得到齿廓等偏差。实验结果表明,该方法在解决特大型齿轮特征线测量方面具有较好的可行性。 展开更多
关键词 大型齿轮 测量 NURBS曲面 拟合 齿廓偏差
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三坐标机测量齿轮齿廓的不确定度评价 被引量:27
6
作者 石照耀 张宇 张白 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期766-771,共6页
介绍了坐标测量中几种常用的不确定度评价方法。指出传统的三坐标测量机的测量不确定度评价方法大都不适用于评价坐标测量中面向对象的测量不确定度,并对使用蒙特卡洛方法评价测量不确定度进行了研究。首先,根据三坐标测量机详细标定文... 介绍了坐标测量中几种常用的不确定度评价方法。指出传统的三坐标测量机的测量不确定度评价方法大都不适用于评价坐标测量中面向对象的测量不确定度,并对使用蒙特卡洛方法评价测量不确定度进行了研究。首先,根据三坐标测量机详细标定文件及补偿策略说明建立测量模型。然后,将测量中的采样点通过测量模型生成大量测量结果,并以此评价测量不确定度。在齿廓评价实验中,评定齿廓误差的测量不确定度为0.96μm时,多次评价结果之间的最大差值不超过0.03μm,具有可靠的理论依据和较稳定的评定结果。文章指出,目前商用三坐标测量机大都不能为特定的测量对象提供测量不确定度报告,使用蒙特卡洛方法有希望改变此现状。 展开更多
关键词 坐标测量机 齿轮齿廓 蒙特卡洛方法 不确定度
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非圆齿轮齿廓特性分析及偏差测量方法研究 被引量:12
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作者 韩江 高婷 +1 位作者 江本赤 夏链 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第10期1520-1533,共14页
针对现有啮合检测法不能快速准确地测量非圆齿轮单项偏差的问题,提出了一种非圆齿轮齿廓偏差测量方法。对非圆齿轮齿廓的展成特性进行了分析,求解出齿廓特征突变时所对应的偏心率临界值,以判断齿轮是否满足渐开线齿廓偏差测量条件。对... 针对现有啮合检测法不能快速准确地测量非圆齿轮单项偏差的问题,提出了一种非圆齿轮齿廓偏差测量方法。对非圆齿轮齿廓的展成特性进行了分析,求解出齿廓特征突变时所对应的偏心率临界值,以判断齿轮是否满足渐开线齿廓偏差测量条件。对于满足测量条件的非圆齿轮,首先求解出其齿廓起测点,然后采用自主开发的仿真加工与齿廓点提取插件,快速获取理论齿廓点,并利用NURBS插值法得到理论齿廓曲线,最后通过测头半径补偿得到测头运动轨迹。实验结果表明,所提出的方法能够快速准确地测量非圆齿轮齿廓偏差,是完全可行的。 展开更多
关键词 非圆齿轮 渐开线齿廓偏差 测量模型 齿廓曲线 NURBS插值 起测点 测头半径补偿
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齿轮测量技术100年——回顾与展望 被引量:106
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作者 石照耀 费业泰 谢华锟 《中国工程科学》 2003年第9期13-17,共5页
全面概述了过去 1 0 0年齿轮测量技术的发展历程 ,给出了 6件标志性事情 ;着重论述了测量原理的演变、实现测量原理技术方式的发展以及测量结果的表述与利用 ;介绍了当今CNC齿轮测量中心的原理、组成和特点 ;结合 90年代以来齿轮测量技... 全面概述了过去 1 0 0年齿轮测量技术的发展历程 ,给出了 6件标志性事情 ;着重论述了测量原理的演变、实现测量原理技术方式的发展以及测量结果的表述与利用 ;介绍了当今CNC齿轮测量中心的原理、组成和特点 ;结合 90年代以来齿轮测量技术领域中几股新潮流 。 展开更多
关键词 齿轮 齿轮测量 齿轮误差 齿轮测量仪器 发展历史
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一种反求渐开线齿轮(或花键)参数的实用方法 被引量:11
9
作者 陈丽萍 帅梅 +2 位作者 杨川 姜歌东 王小椿 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期353-355,358,共4页
为简化渐开线齿轮 (或键 )实物的测绘过程 ,本文提出了一种新颖实用的反求方法 ,利用未知参数的圆柱渐开线齿轮 (或花键 )某一齿的轴截面上任测的若干个点 ,先快速反算出基圆半径 ,然后根据基圆半径推算出实际的模数和压力角 ,进而求出... 为简化渐开线齿轮 (或键 )实物的测绘过程 ,本文提出了一种新颖实用的反求方法 ,利用未知参数的圆柱渐开线齿轮 (或花键 )某一齿的轴截面上任测的若干个点 ,先快速反算出基圆半径 ,然后根据基圆半径推算出实际的模数和压力角 ,进而求出基本参数和测量参数。基于这种方法 ,编制了一套反求圆柱渐开线齿轮 (或花键 )参数的软件系统。通过使用 。 展开更多
关键词 逆向工程 基圆 渐开线齿轮 齿轮测量
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基于CCD的齿轮参数测量系统的研究 被引量:13
10
作者 陈向伟 王龙山 +1 位作者 刘庆民 宋志刚 《工具技术》 北大核心 2004年第5期44-46,共3页
研制了一种基于CCD图像的齿轮参数测量系统 ,给出了采用数字图像处理技术非接触测量几何参数的方法 ,包括图像的预处理、二值化、轮廓提取以及齿轮参数的计算等 ,分析了误差产生原因 ,通过测量实例证明了该方法在实际应用中的可行性和... 研制了一种基于CCD图像的齿轮参数测量系统 ,给出了采用数字图像处理技术非接触测量几何参数的方法 ,包括图像的预处理、二值化、轮廓提取以及齿轮参数的计算等 ,分析了误差产生原因 ,通过测量实例证明了该方法在实际应用中的可行性和正确性。 展开更多
关键词 齿轮参数测量系统 数字图像处理 非接触测量 几何参数 齿轮测量 CCD HOUGH变换
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齿轮精度理论和测量技术的发展 被引量:16
11
作者 谢华锟 冯刚 +4 位作者 傅瑛 叶勇 邱易 巫兴胜 郭曦 《工具技术》 2009年第11期3-7,共5页
介绍了齿轮精度理论和齿轮测量技术的发展现状,重点探讨了由我国创新的齿轮整体误差精度理论和齿轮整体误差测量技术的发展及其在微小齿轮测量中的应用。
关键词 齿轮 精度 测量 整体误差 滚动点扫描
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CNC齿轮测量中心的原理、特点及关键技术 被引量:29
12
作者 王建华 劳奇成 +1 位作者 刘波 张君安 《工具技术》 北大核心 1996年第3期41-43,共3页
CNC齿轮测量中心的原理、特点及关键技术西安工业学院测量与控制技术研究所(710032)王建华,劳奇成,刘波,张君安[编者按]95全国齿轮与齿轮刀具测试技术和仪器学术交流会1995年10月在四川成都召开。来自大专院校... CNC齿轮测量中心的原理、特点及关键技术西安工业学院测量与控制技术研究所(710032)王建华,劳奇成,刘波,张君安[编者按]95全国齿轮与齿轮刀具测试技术和仪器学术交流会1995年10月在四川成都召开。来自大专院校、研究院所和工厂企业的代表就齿轮测... 展开更多
关键词 齿轮 测量 CNC齿轮
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视觉检测中齿轮外轮廓分段方法研究 被引量:14
13
作者 王宁 段振云 +1 位作者 赵文辉 孙禾 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第4期117-120,共4页
在基于机器视觉的齿轮测量过程中,由于齿轮外轮廓各部分的形状、精度以及测量要求均不相同,需要对齿顶、齿廓和齿根分别进行数据处理,因此齿轮外轮廓分段至关重要。针对机器视觉系统测量视野小,单幅图像只能包含齿轮部分轮齿的问题,提... 在基于机器视觉的齿轮测量过程中,由于齿轮外轮廓各部分的形状、精度以及测量要求均不相同,需要对齿顶、齿廓和齿根分别进行数据处理,因此齿轮外轮廓分段至关重要。针对机器视觉系统测量视野小,单幅图像只能包含齿轮部分轮齿的问题,提出一种齿轮外轮廓分段方法。通过八邻域边缘追踪法提取齿轮外轮廓边缘,对该边缘进行最小二乘法圆拟合确定半径,并进行直线拟合确定齿轮中心逼近方向,经多次拟合后,逐渐逼近齿轮中心。齿轮中心确定后,实现对齿轮齿顶、齿廓和齿根部分的分段。实验结果表明,该方法可以确定齿轮中心,实现对齿轮外轮廓分段,程序简单,可操作性强,有利于提高系统的测量精度。 展开更多
关键词 视觉检测 齿轮分段 八邻域追踪 最小二乘法 齿轮中心
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锥齿轮测量技术的最新进展 被引量:10
14
作者 谢华锟 王志 +2 位作者 石照耀 曾勇 段荣安 《工具技术》 北大核心 2003年第10期48-51,共4页
综述了锥齿轮测量技术的发展现状 ,重点介绍了近年来国内外锥齿轮整体误差测量方法和仪器。我国自行开发的啮合式点扫描锥齿轮整体误差测量仪 ,适合批量生产锥齿轮的测量 。
关键词 齿轮测量 锥齿轮 整体误差 啮合式点扫描锥齿轮整体误差测量仪
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应用机器视觉技术的齿轮测量方法 被引量:8
15
作者 刘兆妮 雷振山 +1 位作者 蒙丽 侯荣涛 《工具技术》 北大核心 2004年第9期133-135,共3页
应用IMAQVision工具包在LabVIEW虚拟仪器平台上可以快速、灵活地开发齿轮测量的机器视觉系统。采用阈值分析进行图像分割、用形态学方法改进图像质量是齿轮测量的基础。采用图像分析的方法进行齿轮主要几何参数的测量 ,通过实际测试数... 应用IMAQVision工具包在LabVIEW虚拟仪器平台上可以快速、灵活地开发齿轮测量的机器视觉系统。采用阈值分析进行图像分割、用形态学方法改进图像质量是齿轮测量的基础。采用图像分析的方法进行齿轮主要几何参数的测量 ,通过实际测试数据分析 。 展开更多
关键词 齿轮测量 几何参数 快速 开发 机器视觉系统 工具包 图像分割 VIEW 虚拟仪器 阈值分析
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基于正交距离回归齿面的齿轮误差评定 被引量:8
16
作者 林虎 石照耀 +1 位作者 薛梓 杨国梁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3192-3199,共8页
为了通过测量齿面拓扑轮廓来获取特征线误差,提出了一种基于正交距离回归齿面的误差计算方法。对该方法涉及的实际齿面与理论齿面匹配算法、拓扑轮廓误差的计算与分解及齿面特征线误差的评定算法进行了研究。首先,通过坐标测量方法获取... 为了通过测量齿面拓扑轮廓来获取特征线误差,提出了一种基于正交距离回归齿面的误差计算方法。对该方法涉及的实际齿面与理论齿面匹配算法、拓扑轮廓误差的计算与分解及齿面特征线误差的评定算法进行了研究。首先,通过坐标测量方法获取的齿面拓扑数据,建立包含回归齿面参数的非线性方程。然后,求解非线性方程得到回归齿面参数的最优近似解,从而得到与实际齿面匹配的理论齿面,拓扑测量点相对理论齿面的正交距离即为齿面拓扑误差。最后,基于齿轮误差多自由度理论,对实际齿面进行局部自由度及全局自由度回归,进一步分解出齿面的齿廓误差和螺旋线误差。以一标准圆柱直齿轮的齿面拓扑测量点数据为例进行了误差计算,结果显示:计算的结果与直接进行特征线测量的结果差值小于0.5μm,表明提出的基于正交距离回归齿面进行齿轮误差评定的方法是有效的,可以应用于坐标类仪器检测齿轮误差。 展开更多
关键词 齿轮测量 正交距离回归 齿轮误差评定 坐标测量法
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面向特大型齿轮的激光跟踪多站位定位 被引量:13
17
作者 陈洪芳 闫昊 石照耀 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2375-2380,共6页
提出了面向特大型齿轮的激光跟踪多站位定位测量方法以提高特大型齿轮激光跟踪在位测量系统的齿轮定位精度并精确确定测量仪器与被测齿轮位置与姿态的关系。根据激光跟踪仪多站位测量提供的冗余数据优化求解空间两点间共线方程,建立了... 提出了面向特大型齿轮的激光跟踪多站位定位测量方法以提高特大型齿轮激光跟踪在位测量系统的齿轮定位精度并精确确定测量仪器与被测齿轮位置与姿态的关系。根据激光跟踪仪多站位测量提供的冗余数据优化求解空间两点间共线方程,建立了特大型齿轮激光跟踪多站位测量模型。然后,提出了利用奇异值分解修正多站位测量模型解析矩阵条件数的方法。实验结果表明,使用多站位测量模型求得的不同站位待测点间距离的标准差的均值为0.008mm,明显小于直接在不同站位下测量的标准差均值0.024mm,表明多站位测量模型具有良好精度控制效果。本文的研究提高了齿轮定位时所需测量点的三维测量精度,为特大型齿轮激光跟踪多站位测量系统建立齿轮坐标模型提供了可靠的数据来源。 展开更多
关键词 齿轮测量 激光跟踪多站位测量 奇异值分解 特大型齿轮
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基于展成原理的大规格螺旋锥齿轮在机测量 被引量:14
18
作者 王志永 于水琴 曾韬 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1739-1744,共6页
对大规格螺旋锥齿轮齿形误差的在机测量方法进行了研究。分析了齿轮测量中心和CMM测量齿形误差的原理及其存在的问题。根据螺旋锥齿轮齿面的数学模型,运用矢量运算的方法,给出了齿面各离散点在其展成位置时径矢和法矢的计算方法。根据YK... 对大规格螺旋锥齿轮齿形误差的在机测量方法进行了研究。分析了齿轮测量中心和CMM测量齿形误差的原理及其存在的问题。根据螺旋锥齿轮齿面的数学模型,运用矢量运算的方法,给出了齿面各离散点在其展成位置时径矢和法矢的计算方法。根据YK20100型数控螺旋锥齿轮磨齿机在机测量系统的模型,提出了基于展成原理的齿形误差测量方法,可以采用较小直径的球形测头无干涉地完成全齿面的测量。基于AutoCAD的二次开发功能,编制了在机测量仿真系统,仿真测量结果与实际磨齿加工后经M&M Sigma 7齿轮测量中心检测得到的结果一致,验证了在机测量方法的正确性。 展开更多
关键词 螺旋锥齿轮 在机测量 齿形误差 展成原理
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非圆齿轮的单面啮合测量方法 被引量:10
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作者 唐德威 徐晓俊 李华敏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第10期1098-1100,共3页
以数控及光栅测量技术为基础 ,采用渐开线圆柱齿轮作为标准测量元件 ,提出一种适用于非圆齿轮的单面啮合测量方法。该方法提高了非圆齿轮测量的准确度 ,保证了精度 ,可解决非圆齿轮检测难的问题 。
关键词 单面啮合 非圆齿轮 光栅测量技术 数控技术 齿轮测量
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正交面齿轮计算机仿真加工 被引量:9
20
作者 王志 石照耀 +1 位作者 刘建炜 杨莉莉 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1004-1007,共4页
基于齿轮啮合理论推导了正交面齿轮的齿面方程,建立了齿面的数学模型.通过UG软件的二次开发软件仿真了正交面齿轮插齿加工过程,生成了正交面齿轮的参数化模型.通过该仿真可以直接反映面齿轮的加工参数和面齿轮的关系.使用近似公式对面... 基于齿轮啮合理论推导了正交面齿轮的齿面方程,建立了齿面的数学模型.通过UG软件的二次开发软件仿真了正交面齿轮插齿加工过程,生成了正交面齿轮的参数化模型.通过该仿真可以直接反映面齿轮的加工参数和面齿轮的关系.使用近似公式对面齿轮变尖半径进行了计算,并运用UG测量工具对仿真模型中的面齿轮变尖半径进行了测量,通过对比二者,验证了仿真的可行性. 展开更多
关键词 面齿轮 插齿 仿真
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