磁传动专题

• 开槽盘式磁力耦合器转矩特性分析

  杨超君;王凯旋;郭亚飞;朱志成;

  【目的】开槽盘式磁力耦合器导体盘为开槽结构，使其在运动过程中产生的磁路变得更加复杂多变，增加了电磁转矩的计算难度。为此，建立一种较为可靠的开槽盘式磁力耦合器电磁转矩预测模型，研究其转矩特性。【方法】以一台18极16槽的盘式磁力耦合器为研究对象开展相关分析。首先，运用等效磁路法，将相邻磁路及自身磁路共同作用产生的感应涡流作为一条支路，引入到新的等效磁路模型中；考虑三维端部效应并结合安培定律和基尔霍夫定律，推导了磁力耦合器的气隙磁通和输出转矩表达式；其次，运用有限元仿真软件对开槽盘式磁力耦合器进行模拟分析，得到气隙磁场和感应涡流的分布规律，以及受相邻涡流影响下输出转矩随气隙厚度、转速差的变化规律；最后，搭建相应的试验平台，对理论计算及有限元仿真结果进行了验证。【结果】结果表明，理论计算、有限元仿真与试验的结果基本一致。提出的理论模型具有较高的准确性，能够为开槽盘式磁力耦合器的转矩性能研究提供较为准确的预测模型。

  2026年01期 v.50;No.349 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 2600K]
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• 永磁体助磁式磁力齿轮振动特性分析与应力优化

  上官璇峰;王鑫;解雨;王旗;

  【目的】针对永磁体助磁式磁力齿轮运行时存在的不平衡磁拉力和高速转子结构强度低的问题，开展了相关研究。【方法】首先，利用相位调谐法研究不同传动比对不平衡磁拉力的影响；其次，针对磁力齿轮高速永磁转子的结构特点，采用等效质量圆环法求解转子强度的解析解；最后，以降低最大应力和确保一定的输出转矩为优化目标，对隔磁桥与磁障的相关参数进行多目标优化。【结果】分析结果表明，导磁块数与低速转子极对数的最大公因数G_(CD)=2时的传动比可有效降低不平衡磁拉力；利用等效质量圆环法得到的最大应力的解析解与有限元仿真结果的相对误差小于等于1%，验证了解析方法的准确性；经优化设计，转子的最大应力显著下降。

  2026年01期 v.50;No.349 9-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 3146K]
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• 内外液流通道式磁流变制动器结构设计及制动性能研究

  胡洁颖;

  【目的】为提高磁流变制动器的转矩体积比，提出一种具有内外液流通道的磁流变制动器。【方法】首先，阐述了内外液流通道式磁流变制动器的结构和工作原理，基于Bingham本构模型建立了制动转矩数学模型；其次，基于非支配排序遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm, NSGA-Ⅱ）对制动器进行优化设计，得到最优结构尺寸；最后，加工磁流变制动器样机并搭建转矩性能测试系统，对制动器进行了制动性能试验。【结果】该制动器具备内外两条液流通道，通过合理设置导磁和隔磁材料，获得了6条有效阻尼间隙，从而使该制动器在外形尺寸不变的前提下具备优良的转矩性能。理论计算结果显示，优化后的制动转矩和可调范围比优化前分别提升了30.23%、16.58%。试验结果表明，当外加电流为2.0 A时，制动转矩最大可达44.28 N·m，动态可调范围为17.88；试验值与理论计算值的相对误差分别为6.5%和16.1%，验证了设计的合理性。

  2026年01期 v.50;No.349 19-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2450K]
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• 基于磁流变阻尼器的制动踏板感觉模拟器研究

  朱奕;宋晖;陈奇;王良健;黄德;方博一;

  【目的】为了解决电子机械制动系统中制动执行器与制动踏板之间无直接机械或液压连接导致无法反馈路感的问题，提出一种基于磁流变阻尼器的制动踏板感觉模拟器。【方法】以Ansys/Maxwell和Matlab/Simulink为平台，分别进行下沉式制动踏板感觉模拟器的结构设计、磁流变阻尼器的结构设计、磁路分析及电磁仿真，并在不同工况下进行了整个系统的传统比例积分微分（Proportional-Integral-Derivative, PID）及模糊自适应PID控制的仿真分析对比。【结果】仿真结果表明，该制动踏板感觉模拟器能较好地跟踪不同工况下的传统踏板特性曲线，适用性广；相较于传统PID的控制效果，模糊自适应PID控制的控制精度更高、控制误差更小，具有良好的应用前景。

  2026年01期 v.50;No.349 27-31+39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1848K]
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• 基于正交试验法的磁流变液制动器设计和分析

  杨广鑫;王飞;周龙;王道明;

  【目的】针对电动汽车用磁流变液制动器结构参数优化需求，明确关键结构参数对制动性能的影响规律，获取最优参数组合，为其设计与工程应用提供支撑。【方法】首先，基于制动性能影响因素分析，选取制动间隙宽度h、制动盘数量n、制动盘外圆半径R_2这3个关键因素；其次，以黏性制动力矩、常规制动力矩、最大制动力矩为评估指标，设计L_(16)(4~3)正交试验；然后，通过Matlab/Simulink软件开展数值仿真与极差分析；最后，制作样机并完成试验验证。【结果】试验结果表明，零场下黏性制动力矩主要受制动间隙宽度影响，施磁后制动盘数量为首要影响因素，制动盘外圆半径次之；最优参数组合（h=1.5 mm、n=4、R_2=75 mm）下，常规制动力矩约为黏性制动力矩的68倍；输入电流为2.1 A时，最大输出制动力矩达240.3 N·m，通过调节磁场强度可实现制动力矩的无级调控。

  2026年01期 v.50;No.349 32-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1784K]
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• 开槽盘式异步磁力耦合器电磁振动与噪声分析

  杨超君;朱志成;王凯旋;郭亚飞;张意雯;

  【目的】磁场交替变换会引起机械部件的振动，从而产生噪声。电磁激振力与电磁转矩的波动是造成电磁振动噪声的主要原因。为了分析电磁激振力与电磁转矩波动的产生机制与作用规律，针对一台9对极16槽的开槽盘式异步磁力耦合器，进行了电磁振动噪声分析。【方法】首先，运用磁势磁导法与麦克斯韦应力张量法，推导出气隙磁密和电磁激振力的理论公式；并结合有限元仿真，得到了气隙磁密和电磁激振力傅里叶分解后的各谐波阶次幅值。其次，基于能量法，推导出齿槽转矩的表达式；运用有限元仿真，得到了磁力耦合器运行时产生的齿槽转矩及电磁转矩波动。再次，建立了电磁-结构-声学多物理场耦合模型；运用模态叠加法，得到了磁力耦合器稳定运行时产生的振动加速度与振动位移，并分析了其电磁噪声特征。最后，搭建磁力耦合器试验平台，测试了磁力耦合器稳定运行时的电磁噪声；将试验结果与仿真结果进行比较，以验证理论分析的正确性。【结果】结果表明，低阶电磁激振力是造成磁力耦合器振动的主要原因，且当电磁激振力频率与磁力耦合器固有频率相近时会产生较大振动。对比仿真结果，通过磁力耦合器试验平台得到的试验结果证明了理论分析的正确性。

  2026年01期 v.50;No.349 40-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2962K]
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• 基于Maxwell的爬壁机器人磁轮磁吸力特性分析

  张文强;宾光富;徐光平;杨文明;

  【目的】针对传统磁瓦式磁轮在锅炉爬壁机器人应用中存在的磁场分布不明确、经验公式安全系数冗余、磁铁利用率低及磁轮过重等核心问题，旨在找出磁轮相同体积与质量约束下，N-S交替排布中磁吸力更优的磁瓦排布方案，并明确磁轮压3根与压2根锅炉水冷壁管时的磁场分布差异及磁吸力大小。【方法】以火电锅炉水冷壁检测机器人为例，建立了4种外形尺寸相同但磁铁排布方式不同的磁轮模型；运用Maxwell软件，对4种不同结构形式磁轮在距离火电厂锅炉水冷壁2 mm时的磁吸力进行了仿真分析。【结果】结果表明，磁轮磁瓦拼接处吸附比磁瓦中间处吸附时的磁吸力大5%～20%；在磁瓦中间处吸附时，无论磁轮压3根壁管还是压2根壁管，4块磁瓦排布方式的磁轮磁吸力均最大；磁轮压3根水冷壁管比压2根水冷壁管的磁吸力大10%～20%。

  2026年01期 v.50;No.349 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 3538K]
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• 基于磁流变阻尼器的下假肢膝关节动力学特性研究

  党坤;甄亮;

  【目的】为了解决传统下假肢膝关节阻尼力固定、拟人性差等问题，设计了满足人体下假肢膝关节减振需求的磁流变阻尼器。【方法】通过理论计算，得到了平地行走和平地跑动时膝关节摆动相所需的最大阻尼力，分别为179.6 N和1 377 N；为了适应下假肢的运动状态，设计了满足膝关节摆动相所需阻尼力的减振器；通过数值仿真和试验研究，分析了外磁场扰动和温升效应对磁流变阻尼器动力学特性的影响；并利用下假肢膝关节模拟装置进行了外磁场扰动和温升效应对下假肢膝关节动力学特性影响的试验。【结果】结果表明，随着施加的外扰动磁场磁感应强度的增大，磁流变阻尼器输出的阻尼力增大；在相同条件下，随着磁流变液温度的升高，磁流变阻尼器输出的阻尼力减小；在膝关节的摆动前期和摆动中期的前半阶段，随着外扰动磁场磁感应强度的增大，膝关节运动的滞后性增强，角度误差增大；当外扰动磁场磁感应强度分别为10、20、30 mT时，下假肢膝关节的最大弯曲角度分别为59.0°、57.8°、55.7°，最大角度误差分别达到3.0°、6.8°、11.9°；随着磁流变液温度的升高，膝关节运动的滞后性增强，角度误差增大；当阻尼器温度分别升至30、35、40℃时，下假肢膝关节的最大弯曲角度分别为57.1°、54.0°、49.8°，最大角度误差分别达到1.9°、5.1°、9.8°。此结论为基于磁流变阻尼器的下假肢膝关节的设计和优化奠定了基础。

  2026年01期 v.50;No.349 56-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 3530K]
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• 磁极旋转式磁力抓取器吸附性能优化

  向祖权;水金朋;陈柳屹;王玮琦;宋利飞;

  【目的】针对传统电磁抓取器存在的断电失磁风险与高能耗，以及永磁抓取器存在磁力主动调控功能缺失等问题，提出一种磁极旋转式轻型抓取器及优化方法。【方法】基于磁通连续原理与磁场叠加效应，通过协同调控磁极旋转角、几何尺寸与提离间隙，构建了“理论分析-数值仿真-试验验证”的寻优策略，最终获取磁极结构参数的全局最优解。【结果】仿真和试验结果表明，设计的磁力抓取器在一定单位质量下的磁吸附性能均优于现有模型，具有结构紧凑、控制简单、近似线性控制的特点，应用场景广泛。

  2026年01期 v.50;No.349 67-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2689K]
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• 双环磁力齿轮磁场归类计算及环板间距影响分析

  于家琦;刘东宁;孙凤;赵芳;赵川;赵海宁;徐方超;李思奇;

  【目的】为准确高效地分析多轴双环磁力齿轮（Multishaft Double Ring-Plate Magnetic Gears, MDRMGs）的磁力与动力学特性，改善摆线式磁力齿轮（Cycloidal Permanent Magnetic Gear,CPMG）转臂轴承工况并延长使用寿命，将磁力齿轮与机械式环板齿轮相结合，设计了一种多轴双环磁力齿轮传动结构。【方法】提出一种磁场单元归类法，进而建立了高效且计及端部漏磁效应的气隙磁场及静态转矩数理模型；同时，基于Riccati传递矩阵法，建立了MDRMG偏心轴转子系统动力学模型。【结果】将磁场单元归类法与有限元法进行对比，发现二者所得的磁密度及磁力结果高度一致，但磁场单元归类法的计算耗时更短；分析还发现，环板间距的变化会影响磁场单元的归类计算及动力学模型中的集总参数，使得MDRMG的静态磁力转矩随环板间距的增加而增加，偏心轴的临界转速随环板间距的增加而减小。磁场单元归类法能够高效且准确地分析MDRMG的气隙磁场及转矩特性；同时，环板间距对MDRMGs的磁场和动力学性能有一定影响。

  2026年01期 v.50;No.349 77-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 3773K]
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理论研究

• 低速重载输送链传动系统动力学建模及特性研究

  陈立锋;张俊博;肖钊;

  【目的】针对低速重载输送链传动存在的爬行现象及运动平稳性差的问题，基于多刚体动力学理论，建立了低速重载输送链传动动力学模型，开展了动力学特性研究，为提高低速重载输送链传动系统的平稳性提供参考。【方法】考虑低速重载输送链传动系统的结构特点及输送载荷的影响，利用胡克定律模拟输送链节点的力学特性，构建了输送链107自由度动力学模型；采用模态叠加法对动力学模型进行求解，得到了低速重载输送链的动力学特性，研究了输送链的松边悬垂度和紧边摩擦力对传动速度变化的影响规律。【结果】结果表明，降低松边悬垂度、减小链条与导轨间的摩擦因数，可有效减少输送链传动爬行现象的产生，提高输送链传动系统的运动平稳性。

  2026年01期 v.50;No.349 87-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 2085K]
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• 圆管带式输送机输送带横向弯曲刚度量化研究新范式

  袁超;朱昊;俞俊瑞;胡成全;孙国栋;张媛;张梦超;

  【目的】圆管带式输送机作为重要的散装物料环保运输设备，其输送带横向弯曲刚度的量化至关重要。研究旨在解决钢丝绳芯输送带横向弯曲刚度的量化问题。【方法】首先，通过分析标准ISO 703:2017，确定了横向弯曲刚度的测量分析方法；其次，建立了圆管带式输送机钢丝绳芯输送带的数值模型及3D仿真模型，利用数值分析法和有限元法获取了不同方案下的输送带变形数据；最后，通过误差分析对比，论证了模型的合理性；并基于钢丝绳芯输送带的弹性模量、线质量及截面几何参数对成槽性的函数依赖关系，建立了输送带横向弯曲刚度的广义挠度公式。【结果】研究结果为解决圆管带式输送机输送带横向弯曲刚度的量化问题提供了新视角，并为设备的设计与工程实践奠定了基础。

  2026年01期 v.50;No.349 92-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 2328K]
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• 悬链线及圆锥曲线混合柔性铰链设计与分析

  谢祖强;陈贵清;

  【目的】既有的柔性铰链研究都对应着复杂的柔度和回转精度计算式。为了解决该问题，设计了一种新型悬链线形柔性铰链，提出一种用直线段逼近弧段建立铰链柔度和回转精度模型的方法。【方法】首先，将柔性铰链定义为渐缩段与渐扩段的串联组合，将渐缩段中曲线段分割成若干弧段，用直线段逼近弧段；基于卡氏第二定理，计算铰链渐缩段柔度，由矩阵运算建立铰链柔度和回转精度模型；其次，结合具体算例，采用推出公式、文献公式和有限元法计算，当曲线分割段数较大时，计算结果吻合较好，验证了公式正确性；再次，分析了结构参数对悬链线铰链柔度、回转精度和柔度精度比的影响；最后，分析了相同结构参数下悬链线、圆锥曲线及其混合铰链的弯曲柔度和柔度精度比。【结果】结果表明，单一参数对悬链线铰链柔度和回转精度的影响成负相关，减小最薄处厚度是提升其柔度的最佳方式。相同结构参数下，悬链线铰链弯曲柔度和柔度精度比介于抛物线和圆弧形之间。选择柔度大的为渐缩段、柔度小的为渐扩段的混合型铰链可兼顾柔度和回转精度；柔度悬殊越大，越有利于提升柔度精度比。

  2026年01期 v.50;No.349 100-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 3770K]
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设计计算

• 基于预置传动误差的纯滚接触锥齿轮齿面设计与分析

  王旺旺;谭儒龙;张卫青;郭晓东;

  【目的】针对纯滚接触锥齿轮在安装误差作用下易产生角速度突变、诱发振动和噪声的问题，提出一种对安装误差低敏感的齿面设计方法。【方法】首先，基于安装误差对角速度的影响，将传动误差曲线预置为抛物线形；其次，利用预置的传动误差曲线对小轮理论齿面进行修形，建立了小轮目标齿面的数学模型；最后，构建了修形后的锥齿轮三维实体模型，并进行了齿面接触分析。【结果】结果表明，实际导出的传动误差曲线与预置曲线基本一致，验证了齿面修形的有效性；优化后的齿面实际啮入、啮出点偏离齿面边缘，整体接触区向齿面中部靠拢，可有效避免边缘接触及应力集中。

  2026年01期 v.50;No.349 112-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2082K]
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• 谐波减速器三项余弦凸轮波发生器的设计与分析

  王玮;张瑞亮;徐怀哲;王宇欣;

  【目的】波发生器作为原动件，其轮廓曲线直接关系着柔轮的变形受力规律。为降低柔轮受力，改善其疲劳性能，提出一种三项余弦凸轮波发生器的设计。【方法】三项余弦波发生器轮廓曲线由基圆半径（常数项）及3个余弦项叠加而成，通过波发生器长轴处曲率、波高及短轴缩进量对曲线参数进行约束控制；在轴承选型后，将长轴处曲率变化系数、短轴修正系数、柔性轴承游隙作为变量参数，分析其对柔轮变形和应力的影响，并对具体型号谐波减速器提出最优设计方案；对新型凸轮结构装入后的柔轮结构进行有限元分析，分别在撑胀、空载以及加载条件下与传统余弦凸轮进行对比，对柔轮受力情况及谐波传动的整体性能进行分析，对该设计方案的合理性进行了验证。【结果】有限元分析结果表明，与传统余弦波发生器相比，三项余弦波发生器作用下的柔轮应力在不同工况下都降低10%以上，有着更小的应力幅值及更平稳的应力变化趋势，具有更长的疲劳寿命及更好的精度保持性能。

  2026年01期 v.50;No.349 119-125+141页 [查看摘要][在线阅读][下载 2333K]
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• 基于柔性铰链的二级放大机构

  王学成;张士军;崔禧龙;

  【目的】为解决微位移平台大行程设计中传统转动副存在的摩擦与间隙问题，提出一种新型二级复合放大机构设计方案，旨在通过结构创新实现高精度、大行程的位移放大效果。【方法】基于材料力学理论建立静力学模型；采用柔性铰链杠杆放大机构与桥式放大机构相结合的二级放大结构，以压电陶瓷为驱动源，通过Matlab软件建立参数优化模型；系统分析关键结构参数对放大比例和输入刚度的影响规律，确定最优参数组合；采用有限元分析方法对优化后的结构进行多物理场仿真验证。【结果】优化后，机构实现了13.1倍位移放大比例，固有频率达92.2 Hz；放大比例、固有频率的理论计算与仿真结果的最大误差分别为2.4%、3.5%，证明了结构的可行性。

  2026年01期 v.50;No.349 126-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 2782K]
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试验分析

• RV减速器精度寿命的退化与可靠性评估

  徐航;聂义轩;温东杰;任继华;洪志辉;

  【目的】工业机器人行业对RV减速器提出更高的要求，精度寿命体现了减速器传动精度的保持能力，是最重要的设计准则和使用指标之一。为提升精密减速器的精度性能，对可靠性进行评估至关重要。为此，分析了精密减速器的退化特性。【方法】以RV80E减速器为例，提出基于Gamma过程的随机退化模型；结合减速器传动精度的性能退化数据，基于矩阵法和最大似然估计法对模型参数进行了估计；采用振动特征数据建立了基于遗传算法优化的高斯过程回归模型，以优化传动精度的预测。【结果】结果表明，基于高斯过程回归模型的预测精度显著优于传统回归模型；采用算法预测后的结果更新随机退化模型的后验分布参数，能够有效实现对RV减速器精度寿命可靠度的评估，为进一步进行精度寿命的可靠性优化设计奠定了基础。

  2026年01期 v.50;No.349 133-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 3182K]
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• 基于修正LP理论的航空齿轮钢滚动接触疲劳寿命研究

  赵新浩;吴吉展;刘国亮;李嘉玮;卢泽华;

  【目的】接触疲劳是高速、重载服役工况下齿轮的主要失效形式，已成为限制航空装备朝着高可靠、长寿命、高功率密度方向发展的主要技术瓶颈。为探究齿轮接触疲劳寿命的定量预测，开展了相关工作。【方法】首先，制备了400余件9310航空齿轮钢滚动接触疲劳试件并进行了5 000余小时的接触疲劳试验，探究了接触应力、滑差率等服役工况及渗碳磨削、喷丸强化、微粒喷丸、滚磨光整等工艺创成的表面完整性状态对滚动接触疲劳寿命的影响；其次，采用多元线性回归方法对伦德伯格-帕尔姆格伦（Lundberg-Palmgren, LP）理论进行修正，形成了基于服役工况和表面完整性参数的LP滚动接触疲劳寿命预测公式。【结果】研究发现，当滑差率从10%提升至30%时，在接触应力为3 000 MPa的条件下，接触疲劳寿命从2.28×10~6 r下降52.6%至1.08×10~6 r；当二次喷丸工艺的强化效果较好时，接触应力为3 000 MPa、滑差率为20%时的寿命从渗碳磨削状态的1.52×10~6 r提升113.8%至3.25×10~6 r；考虑服役工况和表面完整性的LP接触疲劳寿命预测公式的预测结果误差控制在2倍分散带以内，能够满足工程应用的要求。

  2026年01期 v.50;No.349 142-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 4914K]
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• 长距离带式输送机新型起动曲线及其动态特性分析

  袁媛;寇俊雄;周利东;

  【目的】针对长距离带式输送机起动过程中的纵向振动问题，基于输送带黏弹特性分析，构建了带式输送机的动力学方程。以实际工程中的长距离带式输送机为例，利用AMESim平台搭建了动力学仿真模型，旨在探究起动过程中的加速度曲线及最佳加载时间。【方法】首先，分析了常见起动曲线对输送带动张力的影响，提出一种“正弦+抛物线”的新型组合起动曲线；其次，通过引入爬行段和调整预起动阶段的速度，对该曲线进行了优化；最后，对比分析了不同加载时间下输送带的张力变化规律。【结果】结果表明，在起动过程中采用优化后的“正弦+抛物线”组合起动曲线后，输送带产生的最大张力值较常用的正弦加速度曲线降低了5.8%；在系统稳定运行后加载物料，可有效降低输送带受到的张力冲击，从而延长设备使用寿命。

  2026年01期 v.50;No.349 155-162+191页 [查看摘要][在线阅读][下载 2293K]
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开发应用

• 基于纽带形移栽轨迹的机构综合设计及试验研究

  陈岁繁;张浩南;侯万森;李其朋;陈问池;夏琪玮;

  【目的】为了增加植苗深度、减小移栽穴口宽度、改善水稻钵苗移栽后的直立度，开展了基于纽带形移栽轨迹的移栽机构综合设计及试验研究。【方法】首先，提出一种可减小穴口宽度的纽带形移栽轨迹，并根据移栽机构参数和运动设计要求，对移栽轨迹上的10个关键位姿点进行了姿态分析；其次，将7齿非圆齿轮行星轮系式移栽机构简化为平面2R开链机构，并利用多位姿运动综合理论构建了基于纽带形移栽轨迹的机构数学模型；再次，建立行星架杆长变化最小的目标函数，并利用Matlab软件的App Design模块，基于遗传学算法开发了水稻钵苗移栽机构多位姿运动综合求解软件，获得了移栽机构关键参数的最优解集；最后，利用Adams软件对移栽机构进行了运动学特性的仿真，并加工试验样机，进行了田间移栽试验研究。【结果】仿真结果表明，该移栽机构具有急回特性，且机构各项参数与运动学特性均满足设计要求，其中，植苗深度和移栽穴口宽度分别为22.19 mm和9.78 mm，比相关文献中的对应值分别增加了41.9%和减小了27.9%。田间试验结果表明，水稻钵苗的平均植苗深度为22.84 mm、平均穴口宽度为10.37 mm，直立度的优良率可达93.3%，移栽效果较好。

  2026年01期 v.50;No.349 163-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 3309K]
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• 弧齿锥齿轮传动系统可视化建模与仿真分析方法

  李名扬;张卫青;谭儒龙;傅涛;

  【目的】针对弧齿锥齿轮传动系统仿真分析软件开发所需模型与分析结果的可视化需求，基于锥齿轮传动系统的结构特点，应用图论及面向对象的数据结构，实现了传动系统拓扑结构及零部件关联关系的完整表达。【方法】首先，研究了传动系统关键异构元件几何表面规则化点集的生成方法，并应用开源的三维计算机图形学工具VTK实现了锥齿轮、传动轴和轴承几何模型的精确构建及快速装配；以此为基础，建立了传动系统几何模型与加载接触分析力学模型之间的映射，研究了加载状态下系统变形、齿面啮合状态等分析结果的可视化方法；最后，通过实例对锥齿轮传动系统建模及仿真分析结果的可视化效果进行了验证。【结果】研究表明，综合应用图论及面向对象的数据结构，可实现弧齿锥齿轮传动系统拓扑构型及其几何关联属性的完整表达；应用VTK库的参数表达式造型、扫掠造型以及三角剖分造型方法，可实现异构零部件的精确建模；在此基础上，建立系统几何模型与力学分析模型的映射，完成锥齿轮传动系统加载接触分析，并实现了分析结果的可视化显示。上述研究结果为锥齿轮传动系统建模仿真分析软件的开发提供了技术支持。

  2026年01期 v.50;No.349 174-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 3207K]
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• 基于DRSN-ADA的滚动轴承寿命预测方法

  王恒迪;陈鹏;王豪馗;吴升德;马盈丰;

  【目的】针对滚动轴承剩余寿命预测中存在的振动信号噪声干扰及不同工况下数据分布偏移问题，提出一种结合深度残差收缩网络（Deep Residual Shrinkage Network, DRSN）与对抗式领域自适应（Adversarial Domain Adaptation, ADA）的健康状态评估方法，以提高寿命预测的精度与泛化能力。【方法】首先，构建了深度残差收缩网络和对抗式领域自适应健康状态评估模型，并利用DRSN可以规避振动信号中的噪声并自适应提取轴承退化特征的性能，构建了健康指标曲线；其次，利用ADA使测试集健康指标和训练集健康指标分布对齐；最后，将DRSN-ADA模型输出的健康指标输入到卷积长短时记忆（Convolutional Long Short-Term Memory, ConvLSTM）网络模型中，实现了剩余寿命预测。【结果】结果表明，在XJTU-SY数据集及工程试验中，DRSN-ADA所构建的健康指标在单调性、鲁棒性和关联性上均优于对比方法，其均值分别达0.61、0.97与0.98；寿命预测结果的均方误差与平均绝对误差均值分别为2.52%与2.19%，平均得分为0.86，显著优于ResNet、主成分分析及均方根方法，验证了该方法在噪声抑制与跨工况预测方面的有效性。

  2026年01期 v.50;No.349 184-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 2034K]
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