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偏心圆族非圆齿轮通用数学模型及传动特性分析
1
作者 肖同磊 陶德华 +2 位作者 李凝 郑丽娟 王笑 《中国工程机械学报》 北大核心 2026年第1期56-61,共6页
为便于分析不同类型的偏心圆族非圆齿轮副传动特性,基于几何数学建立偏心圆族非圆齿轮副通用数学模型,偏心圆族非圆齿轮类型包括偏心圆齿轮、变性偏心圆齿轮、高阶变性偏心圆齿轮和高阶多段变性偏心圆齿轮。利用建立的通用数学模型分析... 为便于分析不同类型的偏心圆族非圆齿轮副传动特性,基于几何数学建立偏心圆族非圆齿轮副通用数学模型,偏心圆族非圆齿轮类型包括偏心圆齿轮、变性偏心圆齿轮、高阶变性偏心圆齿轮和高阶多段变性偏心圆齿轮。利用建立的通用数学模型分析不同类型偏心圆族非圆齿轮副的传动特性,得到以下结论:①改变偏心距可调节传动比变化范围;②改变阶数比可实现增速和减速功能;③二分段时,改变变性系数可调节传动比幅值位置;④多分段时,改变变性系数既可调节传动比幅值位置,又可使传动比变化范围微动,同时影响偏心圆族非圆齿轮副中心距,理论上可实现无数种不同的传动特性。上述研究结果可为偏心圆族非圆齿轮应用于解决实际工程问题提供借鉴。 展开更多
关键词 偏心圆族齿轮 通用数学模型 传动特性 非圆齿轮
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环境随机性与载荷时序性耦合作用下齿轮疲劳损伤的预测
2
作者 王荣 李俊杰 +2 位作者 郑文革 王嘉 贺明荣 《中国机械工程》 北大核心 2026年第1期105-113,共9页
为准确评估风电齿轮在服役工况下的疲劳损伤,提出一种融合环境随机性与载荷时序性的预测框架,利用非线性损伤修正模型计算并分析了不同风速对齿轮疲劳损伤的影响规律。结果表明,低风速段的齿轮弯曲疲劳损伤由高频低幅循环应力主导,极端... 为准确评估风电齿轮在服役工况下的疲劳损伤,提出一种融合环境随机性与载荷时序性的预测框架,利用非线性损伤修正模型计算并分析了不同风速对齿轮疲劳损伤的影响规律。结果表明,低风速段的齿轮弯曲疲劳损伤由高频低幅循环应力主导,极端载荷累积显著加剧高风速段的齿轮接触疲劳,额定风速区间是造成齿轮疲劳损伤的主要风险区间。基于损伤分析结果提出了定量转速控制策略以延长齿轮箱服役寿命,为齿轮箱可靠性设计及风机轮毂转速控制提供了依据。 展开更多
关键词 随机风速 齿轮应力 疲劳损伤 风电齿轮
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高精度齿轮机床研究现状与发展趋势
3
作者 夏茂浩 董建鹏 王时龙 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第2期5-17,共13页
齿轮是传递运动与动力的关键基础件,其高效精密加工技术与机床直接决定了高端装备的性能和可靠性。航空航天、新能源汽车和精密仪器等领域对传动系统的需求升级,驱动着齿轮向高精度、低噪声与长寿命演进,推动了齿轮精密加工技术的进步,... 齿轮是传递运动与动力的关键基础件,其高效精密加工技术与机床直接决定了高端装备的性能和可靠性。航空航天、新能源汽车和精密仪器等领域对传动系统的需求升级,驱动着齿轮向高精度、低噪声与长寿命演进,推动了齿轮精密加工技术的进步,对机床几何精度、动态刚度和热稳定性提出了更严苛的要求。齿轮按照形状分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮和面齿轮等,面齿轮已应用于阿帕奇直升机但在我国直升机传动系统中尚无实际应用。文章围绕圆柱齿轮、锥齿轮和面齿轮精密加工方法和机床的国内外研究现状进行了系统的论述和总结,从机床正向设计、机床误差智能补偿、高性能齿轮制造方法和齿轮设计软件方面进行了展望,为后续齿轮精密加工技术与机床研究提供理论和技术指导。 展开更多
关键词 齿轮 高精度加工技术 齿轮机床 齿面质量 现状与发展趋势
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基于IACrossformer-ESPOT的风电机组齿轮箱状态监测
4
作者 张健 刘帅 +5 位作者 刘卫亮 张启亮 刘长良 王昕 徐家豪 张照彦 《动力工程学报》 北大核心 2026年第4期127-137,共11页
为实现风电机组齿轮箱故障的早期预警,针对现有模型在时域和频域特征提取方面的不足,以及传统阈值设置方法适应性差的问题,提出一种基于时频特征提取网络(IACrossformer)-流式自适应阈值法(ESPOT)的风电机组齿轮箱状态监测方法。首先,... 为实现风电机组齿轮箱故障的早期预警,针对现有模型在时域和频域特征提取方面的不足,以及传统阈值设置方法适应性差的问题,提出一种基于时频特征提取网络(IACrossformer)-流式自适应阈值法(ESPOT)的风电机组齿轮箱状态监测方法。首先,对风电机组数据采集与监控系统(SCADA)数据进行预处理,并通过最大信息系数(MIC)筛选出与齿轮箱油温相关的变量,将其作为模型输入;然后,借助交互式卷积(ICB)和自适应频谱(ASB)的特征提取能力,基于IACrossformer算法有效捕捉齿轮箱油温数据时频域中的复杂模式变化,从而建立齿轮箱正常油温模型;最后,采用ESPOT算法自适应地设置预测残差的阈值。结果表明:所提出的方法可精确建立齿轮箱正常油温模型,且阈值设置算法具有良好的参数适应性,能够实现齿轮箱故障的早期预警。 展开更多
关键词 风电机组 齿轮箱 状态监测 IACrossformer ESPOT
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非圆行星齿轮传动系统非线性动力学特性
5
作者 莫帅 李亚鑫 +4 位作者 吴生阳 赵新浩 陈素姣 彭南江 张伟 《中国机械工程》 北大核心 2026年第2期353-360,373,共9页
为研究非圆行星齿轮系统非线性动力学特性,基于非圆行星齿轮各构件运动关系建立非圆行星齿轮传动系统;考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、啮合阻尼、激励频率等关键非线性因素,构建非圆行星齿轮非线性动力学模型;运用分岔图、相图和时域图等... 为研究非圆行星齿轮系统非线性动力学特性,基于非圆行星齿轮各构件运动关系建立非圆行星齿轮传动系统;考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、啮合阻尼、激励频率等关键非线性因素,构建非圆行星齿轮非线性动力学模型;运用分岔图、相图和时域图等表征方法定量研究系统动态行为,揭示了不同参数条件下对系统振动响应的影响机制。结果表明,偏心率、啮合阻尼和激励频率变化的情况下系统表现出丰富的动力学行为;大阻尼和高激励频率有利于非圆行星齿轮系统的运行稳定;偏心率可调控太阳轮性能。 展开更多
关键词 非圆齿轮 行星齿轮传动系统 非线性动力学 分岔与混沌
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基于双分支-交叉注意力融合的风电齿轮箱故障诊断方法
6
作者 孙抗 李腾飞 +2 位作者 王浩 杨明 赵来军 《电力系统保护与控制》 北大核心 2026年第1期83-93,共11页
针对风电齿轮箱故障诊断数据存在时序性和单通道模型难以有效提取复合故障特征信息的问题,提出一种基于改进正交卷积胶囊网络(orthogonal convolutional capsule network,OCCN)和双向长短期记忆神经网络(bi-directional long short-term... 针对风电齿轮箱故障诊断数据存在时序性和单通道模型难以有效提取复合故障特征信息的问题,提出一种基于改进正交卷积胶囊网络(orthogonal convolutional capsule network,OCCN)和双向长短期记忆神经网络(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)融合的故障诊断方法。首先,对原始信号进行预处理。其次,将经过预处理操作后的信号输入构建的OCCN-BiLSTM双通道模型中,分别提取复合故障特征的空间特征、时域特征。最后将提取的时空特征通过交叉注意力机制进行特征融合,输入到全连接层中进行信号的分类,实现风电齿轮箱智能故障诊断。试验结果表明,所提诊断方法可有效实现风电齿轮箱智能故障诊断,其在测试集上的准确率达到99.53%。 展开更多
关键词 故障诊断 胶囊网络 并行双通道 特征融合 风电齿轮箱
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启动阶段风电齿轮箱行星轮径向-双向推力耦合滑动轴承瞬态润滑性能分析
7
作者 李浩 谭建军 +3 位作者 朱才朝 费文军 孙章栋 王红霞 《太阳能学报》 北大核心 2026年第2期486-497,共12页
考虑启动过程中行星轮动态转速与啮合载荷影响,建立6 MW风电齿轮箱行星轮径向-双向推力耦合滑动轴承5自由度摩擦动力学数值分析模型,并以齿轮箱动力学模型预先提取的行星轮滑动轴承时序载荷、转速作为滑动轴承数值模型输入,分析压力耦... 考虑启动过程中行星轮动态转速与啮合载荷影响,建立6 MW风电齿轮箱行星轮径向-双向推力耦合滑动轴承5自由度摩擦动力学数值分析模型,并以齿轮箱动力学模型预先提取的行星轮滑动轴承时序载荷、转速作为滑动轴承数值模型输入,分析压力耦合边界、推力滑动轴承和轴向间隙对启动阶段径向-双向推力耦合滑动轴承润滑性能变化规律,并进行试验验证。结果表明,受行星轮动态啮合载荷影响,径向滑动轴承在启动阶段末期出现轻微粗糙峰接触,其油膜压力存在单双峰交替现象,并通过压力耦合边界造成推力滑动轴承最大油膜压力增加;双向推力滑动轴承可抑制行星轮-销轴承载方向的错位和偏心,改善界面粗糙峰接触,但同时也会增加其非承载方向错位和偏心;过小的轴向间隙会引起推力滑动轴承最大油膜压力和波动程度剧增,推力瓦瓦块均载性能下降。 展开更多
关键词 风电机组 齿轮箱 径向滑动轴承 双向推力滑动轴承 瞬态润滑 摩擦动力学
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基于神经基拓展分析的风电机组齿轮箱故障预警
8
作者 魏乐 舒孝海 +1 位作者 陈远野 房方 《动力工程学报》 北大核心 2026年第2期146-156,共11页
为解决现有齿轮箱故障预警方法中特征冗余、预测精度低、泛化能力弱及误报率高的问题,提出了一种基于神经基拓展分析的预警方法。该方法将Sigmoid函数曲线与基于密度的空间聚类算法相结合,从原始数据中提取正常监测数据;通过改进的灰色... 为解决现有齿轮箱故障预警方法中特征冗余、预测精度低、泛化能力弱及误报率高的问题,提出了一种基于神经基拓展分析的预警方法。该方法将Sigmoid函数曲线与基于密度的空间聚类算法相结合,从原始数据中提取正常监测数据;通过改进的灰色关联度算法为不同数据点赋予权重,深度挖掘变量信息,从高维监控与数据采集系统采集的数据中提取与齿轮箱油温相关的特征变量;利用局部非线性投影将目标信号分解为基函数,实现对齿轮箱状态变量的高精度预测;通过滑动窗口和置信区间设置故障阈值,减少误报率。最后,基于实际风场数据进行验证。结果表明:在齿轮箱状态预测中基于NBEATSx模型的故障预警方法显著提升了预测精度,较传统模型降低了误报率,具备提前数小时预知故障的能力,从而有效保障了风电机组的稳定运行。 展开更多
关键词 风电机组 故障预警 齿轮箱 神经及拓展分析 特征变量
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风电齿轮箱圆锥滚子轴承的脂润滑流固耦合温升特性
9
作者 李伦 陈龙 +2 位作者 薛玉君 李玉川 黄伟 《轴承》 北大核心 2026年第4期45-53,共9页
为提高风电齿轮箱圆锥滚子轴承的运转性能,针对其脂润滑流固耦合温升特性展开研究。利用旋转流变仪对Mobil SHC 460WT润滑脂在不同温度下的剪切应力与黏度随剪切速率的变化关系进行测试,并结合非牛顿流体Herschel-Bulkley模型,拟合出不... 为提高风电齿轮箱圆锥滚子轴承的运转性能,针对其脂润滑流固耦合温升特性展开研究。利用旋转流变仪对Mobil SHC 460WT润滑脂在不同温度下的剪切应力与黏度随剪切速率的变化关系进行测试,并结合非牛顿流体Herschel-Bulkley模型,拟合出不同温度下的流变参数;基于Fluent软件建立风电齿轮箱圆锥滚子轴承脂润滑流固耦合温升模型,分析其在不同填脂量、转速、载荷及环境温度下的温度变化,并通过风电轴承试验台对仿真结果进行验证。结果表明:轴承的整体温度呈梯度分布,由滚子-滚道生热区域向四周扩散,滚子平均温度最高,内圈次之,外圈最低;填脂量的增加会提高流体域内传热效率,使滚子与内圈温度下降,外圈温度上升;转速与载荷的增大均会增加轴承摩擦功耗,使轴承的稳态温度上升;环境温度的升高会使轴承各零件的平均温度以相同幅度上升。 展开更多
关键词 滚动轴承 风力发电机组齿轮箱 圆锥滚子轴承 流固耦合 脂润滑 温升特性
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15Cr14Co12Mo5Ni渗碳齿轮钢的热处理工艺研究
10
作者 王春雷 周飞 杨成 《热加工工艺》 北大核心 2026年第4期223-230,共8页
齿轮齿面渗碳处理可以显著增加齿部强度,进而提高齿轮承受载荷,提升齿轮使用寿命。通过分析15Cr14-Co12Mo5Ni渗碳齿轮钢的材料特点,采用低压真空渗碳油淬设备对其进行渗碳热处理,对渗碳工艺及参数、淬火工艺及参数进行系统试验,并对渗... 齿轮齿面渗碳处理可以显著增加齿部强度,进而提高齿轮承受载荷,提升齿轮使用寿命。通过分析15Cr14-Co12Mo5Ni渗碳齿轮钢的材料特点,采用低压真空渗碳油淬设备对其进行渗碳热处理,对渗碳工艺及参数、淬火工艺及参数进行系统试验,并对渗碳热处理后的渗碳层深度、显微硬度、力学性能和显微组织进行检测分析。通过参数优化,解决炭黑、硬度软点带、淬火裂纹、组织粗大及残余奥氏体等问题。结果表明:使用低压真空渗碳油淬设备,适当增大渗碳过程的乙炔流量能够解决炭黑问题;室温油冷淬火且配合阶段升温方式进行预热,淬火裂纹可以得到有效控制;通过提高渗碳温度、缩短渗碳时间、增加渗碳脉冲步骤及扩散时间,可消除渗层组织的粗大碳化物;通过降低淬火温度复淬,可促进残余奥氏体向马氏体转变,解决渗层组织与心部组织之间的“软点带”问题。 展开更多
关键词 15Cr14Co12Mo5Ni渗碳齿轮钢 渗碳 淬火裂纹 炭黑 硬度软点带
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基于KPCA和PSO-SVM组合算法的齿轮裂纹故障信号诊断
11
作者 杨琳 李超 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第1期114-117,122,共5页
为了弥补支持向量机(SVM)会造成局部极小或出现过拟合情况,把粒子群优化(PSO)加到SVM模型内,完成SVM模型核函数的优化效果。针对齿轮裂纹故障诊断情况,设计了一种基于核主成分分析(KPCA)和PSO-SVM组合算法,并开展实际信号分析。研究结... 为了弥补支持向量机(SVM)会造成局部极小或出现过拟合情况,把粒子群优化(PSO)加到SVM模型内,完成SVM模型核函数的优化效果。针对齿轮裂纹故障诊断情况,设计了一种基于核主成分分析(KPCA)和PSO-SVM组合算法,并开展实际信号分析。研究结果表明:以PSO优化SVM核函数达到了高精度,获得更高分类精度。频域特征会降低分类精度,频域特征具备比时域特征更高精度。相比较其他算法,PSO-SVM算法达到最高精度,具备优异稳定性,获得合适的计算时间。当提高样本数量后,分类精度获得明显提升,设置过多训练样本则会产生过拟合问题,并且实际测试样本数不多,造成不稳定的分类状态。该研究对提高齿轮裂纹故障诊断效率具有很好的理论支撑价值,易于推广应用到其他的机械传动系统上。 展开更多
关键词 齿轮裂纹 故障诊断 主成分分析 支持向量机 粒子群优化
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齿轮箱早期故障有理样条插值ILMD方法诊断
12
作者 张正华 杨长征 +1 位作者 王大浩 程利辉 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第3期142-145,共4页
为了弥补LMD算法存在模态混叠的问题,以ILMD方法分解初始振动信号得到乘积函数分量后,选择乘积函数峭度值组成判断依据,以此确定包含主要故障特征的有效分量,通过包络分析的方式对齿轮箱故障进行诊断。研究结果表明:通过超参数P优化的RS... 为了弥补LMD算法存在模态混叠的问题,以ILMD方法分解初始振动信号得到乘积函数分量后,选择乘积函数峭度值组成判断依据,以此确定包含主要故障特征的有效分量,通过包络分析的方式对齿轮箱故障进行诊断。研究结果表明:通过超参数P优化的RSI算法构建得到包络线,可以对插值曲线“过冲”起到良好抑制效果,实现齿轮箱故障数据的准确采集,从而实现从动轮磨损故障诊断的目标。这里ILMD方法相对LMD和EEMD算法对齿轮磨损特征的信号提取与分析具有更高效率。基于ILMD特征为输入的模型的诊断精度高于LMD和LMD种方法达到99.6%,且测试标准差最小,可以有效对齿轮箱故障进行诊断。该研究能够有效提高齿轮箱早期故障诊断能力,且适用于其它的机械传动设备上,具有很好的推广应用价值。 展开更多
关键词 齿轮箱 早期故障 诊断分析 有理样条插值 改进局部均值分解算法
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内齿圈齿形误差对行星齿轮振动特性影响研究
13
作者 杨姝 王勃龙 +2 位作者 周平 韩利强 亓昌 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2026年第2期45-52,共8页
为了深入研究内齿圈齿形误差对行星齿轮振动特性的影响,以某型汽车行星齿轮变速器为对象,构建齿轮箱多体动力学模型。基于实测齿形数据,通过节点移动法建立包含齿形误差的内齿圈柔性体模型,并进一步构建行星齿轮箱刚柔耦合模型。在此基... 为了深入研究内齿圈齿形误差对行星齿轮振动特性的影响,以某型汽车行星齿轮变速器为对象,构建齿轮箱多体动力学模型。基于实测齿形数据,通过节点移动法建立包含齿形误差的内齿圈柔性体模型,并进一步构建行星齿轮箱刚柔耦合模型。在此基础上,搭建行星齿轮箱振动烈度试验测试平台,通过3种不同工况下的振动烈度数据对比验证模型的准确性。随后,针对不同精度等级内齿圈的行星齿轮箱模型,在多种工况下系统研究内齿圈齿形误差对振动特性的影响。研究结果表明,高精度等级内齿圈的齿形误差对振动特性的影响较小,而低精度等级内齿圈的齿形误差对振动特性的影响明显。此外,采用全因子试验设计方法,进一步探讨内齿圈齿形误差与行星齿轮振动特性之间的相关性。结果显示,齿廓偏差和螺旋线偏差均正相关,且齿廓偏差的影响明显高于螺旋线偏差。 展开更多
关键词 行星齿轮 齿形误差 振动特性 刚柔耦合
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基于多源数据挖掘的齿轮箱复合故障诊断方法研究
14
作者 尚前明 蒋婉莹 王正强 《船海工程》 北大核心 2026年第2期154-160,共7页
针对传统旋转机械故障诊断方法中单一信息不能准确地描述复合故障类型及程度,以及单一机器学习模型面对复合故障出现的诊断精度低,泛化能力差且性能提升有限等问题,提出基于多规则轮询式(MCRM)改进的均匀流行逼近与投影算法(UMAP)的异... 针对传统旋转机械故障诊断方法中单一信息不能准确地描述复合故障类型及程度,以及单一机器学习模型面对复合故障出现的诊断精度低,泛化能力差且性能提升有限等问题,提出基于多规则轮询式(MCRM)改进的均匀流行逼近与投影算法(UMAP)的异构集成学习网络(MCRM-UMAP-Staking)的故障诊断方法。该方法首先对多源数据进行数据挖掘以克服信息冗余和冲突,然后利用异构集成机器学习模型对齿轮箱进行故障诊断,最后通过试验评估该故障诊断方法的可行性。实验结果表明,所提方法在不同程度的复合故障下的故障诊断精度高于98%,所提特征工程措施使模型训练时间减半,性能明显优于其他方法。 展开更多
关键词 复合故障 齿轮箱 信息融合 多源数据挖掘 集成学习
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新型齿轮式能量回收马达的回收效率分析
15
作者 李少年 茹常旭 +2 位作者 王凯峰 付丽婷 李福豪 《机床与液压》 北大核心 2026年第4期196-201,共6页
针对液压系统溢流能量损失的问题,提出一种新型齿轮式能量回收马达,装置主要包括大齿轮、小齿轮、齿轮轴、月牙板、线圈、永磁体等零部件,通过将内啮合齿轮马达与永磁同步发电机集成,将溢流部分油液中的液压能转换为电能保存或者再利用... 针对液压系统溢流能量损失的问题,提出一种新型齿轮式能量回收马达,装置主要包括大齿轮、小齿轮、齿轮轴、月牙板、线圈、永磁体等零部件,通过将内啮合齿轮马达与永磁同步发电机集成,将溢流部分油液中的液压能转换为电能保存或者再利用,实现液压能量的高效回收与再利用。通过理论分析与公式推导,研究内啮合齿轮马达的输出扭矩、泄漏特性以及发电机的能量损耗,并提出一种新的能量回收效率算法,将内啮合齿轮马达的容积效率、发电机的发电效率与扭矩传递效率的乘积作为能量回收效率。同时结合给定设计参数与工况条件进行计算分析。结果表明,内齿轮端面间隙泄漏和外齿轮径向间隙泄漏量占马达总泄漏量的85.45%,发电机的铁损耗占发电机总损耗的95.72%,齿轮式能量回收马达的能量回收效率为73.67%。能量回收马达试验测试效率与理论计算值较接近,证明提出的效率计算模型合理。 展开更多
关键词 齿轮式能量回收马达 泄漏 回收效率
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半轴齿轮闭塞锻坯料的优化设计
16
作者 艾春璇 华正荣 +1 位作者 李辉 王艺运 《陕西科技大学学报》 北大核心 2026年第2期163-168,196,共7页
针对半轴齿轮闭塞锻造过程中齿端角隅填充不满的问题,本研究基于金属塑性流动基本原理,提出了一种坯料不同变形域分区优化方法.通过理论分析与数值模拟相结合,将传统圆柱形坯料优化设计为圆台-圆柱组合型预成形坯料,有效减小了金属流动... 针对半轴齿轮闭塞锻造过程中齿端角隅填充不满的问题,本研究基于金属塑性流动基本原理,提出了一种坯料不同变形域分区优化方法.通过理论分析与数值模拟相结合,将传统圆柱形坯料优化设计为圆台-圆柱组合型预成形坯料,有效减小了金属流动至角隅区域的变形量,改善了材料流动的均匀性.采用角隅径向截面面积填充率作为评价指标,系统研究了坯料几何参数对成形质量的影响规律.研究结果表明:当优化后坯料顶端凹陷处直径较原始设计减小了5 mm时,齿轮齿端区域的材料填充均匀性显著提高,角隅平均填充率由85.99%提升至98.24%,齿端圆角区域的成形缺陷得到有效抑制.实验验证表明,该优化方法可获得符合使用要求的高精度齿轮零件,为半轴齿轮闭塞锻造工艺的工程应用提供了理论指导与技术支撑. 展开更多
关键词 半轴齿轮 闭塞精锻 有限元模拟 金属流动 浮动式模具
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基于拓扑优化的非圆齿轮轻量化设计
17
作者 刘永平 裴王鹏 +2 位作者 董长斌 李大伟 黄传鸿 《兰州理工大学学报》 北大核心 2026年第1期49-55,共7页
针对非圆齿轮偏心特性导致传动过程存在动不平衡的问题,提出了轻量化设计方法.基于阐明齿轮啮合原理,对非圆齿轮齿面进行数据获取和模型建立.采取多目标拓扑优化方法,结合折衷规划法与灰度关联法,综合考虑不同轮齿位置静应力和动态响应... 针对非圆齿轮偏心特性导致传动过程存在动不平衡的问题,提出了轻量化设计方法.基于阐明齿轮啮合原理,对非圆齿轮齿面进行数据获取和模型建立.采取多目标拓扑优化方法,结合折衷规划法与灰度关联法,综合考虑不同轮齿位置静应力和动态响应的影响,对非圆齿轮副进行多目标拓扑优化.同时,对轮副在齿宽方向进行尺寸优化,实现非圆齿轮的轻量化设计.通过模型数据测量和动力学仿真结果对比分析了优化前后的传动特性.结果表明,非圆齿轮的整体质量减轻了38.87%,圆周振模态由二阶升至三阶,动平衡特性得到提升,传动更加平稳,传动比更加精确,齿面磨损减轻,齿轮疲劳寿命延长,为非圆齿轮轻量化设计和传动特性优化提供了理论依据. 展开更多
关键词 非圆齿轮 动平衡 多目标拓扑优化 轻量化 动力学仿真
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小样本下基于SCResNeSt50和迁移学习的齿轮故障诊断
18
作者 刘杰 郭泽锋 杨娜 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2026年第1期110-119,共10页
【目的】现有研究针对不同设备间迁移学习的齿轮故障诊断仍存在不足,尤其是在小样本条件下,诊断准确率仍待提高。为此,提出一种结合自校准卷积分散注意力网络(SCResNeSt50)模型与迁移学习策略的小样本齿轮故障诊断方法。【方法】基于连... 【目的】现有研究针对不同设备间迁移学习的齿轮故障诊断仍存在不足,尤其是在小样本条件下,诊断准确率仍待提高。为此,提出一种结合自校准卷积分散注意力网络(SCResNeSt50)模型与迁移学习策略的小样本齿轮故障诊断方法。【方法】基于连续小波变换对齿轮信号进行时频分析,生成时频图作为模型输入。采用ResNeSt网络结构融合分散注意力机制与自校准卷积改进传统卷积神经网络对时频图的线性处理方式,即使用自校准卷积替代ResNeSt模块中的常规卷积,以实现自适应响应校准和多尺度特征编码,从而扩大感受野并增强故障特征表征能力。采用迁移学习策略,通过微调源域预训练模型的分类器参数,并冻结特征提取层,以实现目标任务的有效适配,同时保留源模型的通用知识和特征表示,提高小样本条件下的齿轮故障诊断准确率。【结果】在东南大学齿轮箱数据集与康涅狄格大学齿轮数据集上进行实验,验证了方法的有效性。实验包括变工况迁移学习与跨数据集迁移学习两类场景,并与现有故障诊断方法进行对比分析。结果表明,在变工况迁移学习实验中,目标域诊断准确率分别达到98.7%和98.9%;在东南大学数据集向康涅狄格大学数据集的迁移实验中,当目标域训练集中每种齿轮状态的样本量分别为25、20、16、12、8及6个时,诊断准确率分别达到98.1%、98.1%、97.8%、97.5%、96.5%及93.1%。【结论】方法在多个实验中均取得优于其他方法的诊断准确率,表明改进的自校准卷积有效提升了齿轮故障特征的表征能力,而迁移学习策略在小样本条件下显著增强了故障诊断的可靠性。该研究为小样本条件下的齿轮故障诊断提供了可行的解决方案,推动了智能故障诊断技术的发展。 展开更多
关键词 小样本 故障诊断 齿轮 自校准卷积 分散注意力机制 迁移学习 源域 目标域
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矿用激振器斜齿轮齿面磨损规律及振动特性分析
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作者 程晓涵 曹聪杰 +4 位作者 范凯丰 陈志杰 柳永甲 常晨蕊 周启龙 《煤炭工程》 北大核心 2026年第2期184-190,共7页
针对矿用振动筛激振器斜齿轮容易磨损,以致严重影响煤炭洗选工艺进程的问题,文章建立了激振器斜齿轮-转子耦合系统动力学数值仿真模型,利用四阶龙格库塔法求解得出齿轮时变啮合力。根据混合弹流润滑特点,探索对比了主、从动轴的时变磨... 针对矿用振动筛激振器斜齿轮容易磨损,以致严重影响煤炭洗选工艺进程的问题,文章建立了激振器斜齿轮-转子耦合系统动力学数值仿真模型,利用四阶龙格库塔法求解得出齿轮时变啮合力。根据混合弹流润滑特点,探索对比了主、从动轴的时变磨损系数、粗糙载荷比和油膜亏损系数在啮合过程中的动态变化特征,进而得到混合弹流润滑下主、从动齿轮磨损的深度以及磨损后的时变啮合刚度和时变齿侧间隙。通过将两者联合得到发生齿面磨损故障后激振器斜齿轮系统的振动响应,获得磨损故障导致x向、y向、z向上的振动响应规律,发现除系统非线性振动增强之外,x向、z向和扭转方向均对齿轮磨损响应敏感,该结论可为振动筛激振器齿轮磨损故障诊断提供理论依据。 展开更多
关键词 振动筛激振器 斜齿轮副 磨损 动力学特性 故障诊断 非线性振动
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热处理残余应力作用下风电机组重载齿轮裂纹扩展分析
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作者 罗家元 张洪强 杨承霖 《热加工工艺》 北大核心 2026年第6期80-87,共8页
风电机组中渗碳齿轮服役于重载工况,其失效形式多数为齿轮内部疲劳断裂。为探究淬火残余应力对风电机组重载齿轮裂纹扩展的影响,建立三维渗碳-淬火数值模型,在考虑渗碳材料属性改变和分析淬火残余应力分布规律基础上,计算残余应力作用... 风电机组中渗碳齿轮服役于重载工况,其失效形式多数为齿轮内部疲劳断裂。为探究淬火残余应力对风电机组重载齿轮裂纹扩展的影响,建立三维渗碳-淬火数值模型,在考虑渗碳材料属性改变和分析淬火残余应力分布规律基础上,计算残余应力作用下齿轮啮合过程中的时变啮合刚度。利用集中参数法建立直齿轮副的六自由度动力学模型,求解得到振动响应并提取动态啮合力。将其转化为等效力矩求解不同渗碳深度下的应力强度因子,揭示淬火残余应力和渗碳处理对重载荷齿轮裂纹扩展的影响规律。结果表明:风电重载齿轮因热处理残余应力中拉应力的存在导致裂纹萌生于轮齿两侧内部渗碳层与心部的过渡区域;残余应力使得应力强度因子提高了近65%;随着动态载荷循环次数的增加,裂纹长度逐渐增加,扩展速率不断增大;在达到最佳渗碳深度前的相同裂纹长度下,渗碳深度越深,循环次数增加且增幅大于线性增量。 展开更多
关键词 重载齿轮 残余应力 时变啮合刚度 动态啮合力 轮齿内部疲劳断裂(TIFF)
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