- 何泽银;唐伟迤;林腾蛟;孙世政;
以某渐开线直齿圆柱增速齿轮副为研究对象,基于Hertz接触理论与Archard磨损公式,推导齿轮副齿面接触应力与相对滑动速度,建立齿轮副非均匀磨损模型,计算了不同循环次数下齿面磨损深度;基于势能法推导基圆与齿根圆不同位置下轮齿非均匀磨损时变啮合刚度解析公式,研究了非均匀磨损对时变啮合刚度的影响规律。研究结果表明,磨损深度在渐开线齿廓上分布不均匀,节圆附近的磨损最小,齿顶齿根处磨损深度较大,且齿顶处累积磨损深度最大;齿面磨损深度随循环次数增加而增大,齿轮时变啮合刚度随磨损深度增加而减小,且双齿啮合区刚度减小量大于单齿啮合区。
2019年12期 v.43;No.276 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1140K] [下载次数：272 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：262 ] - 张强;陈兵奎;刘晓宇;叶振环;朱正龙;
为了获得无碳小车S型轨迹的参数调节策略,指导其结构设计及赛场调试过程,首先,提出了双曲柄滑块机构的转向系统设计方案;然后,分别对转向机构和传动机构进行数学分析,建立了各轮子的轨迹参数方程;最后,以单参数为变量在Matlab中进行仿真实验。结果表明,曲柄杆长、后轮半径以及传动比三项参数对S型轨迹的周期和幅值均有影响,其中,后轮半径对轨迹周期的影响较小,可将其作为轨迹周期的微调控制量;两连杆的杆长对轨迹曲率非常敏感,可将其作为轨迹曲率的粗调控制量;摇杆杆长对轨迹曲率的影响较小,可将其作为轨迹曲率的微调控制量。
2019年12期 v.43;No.276 7-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1640K] [下载次数：629 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：265 ] - 高龙飞;张瑞亮;陈联春;
为了提高同轴并联式混合动力汽车的燃油经济性,针对同轴并联式混合动力系统的结构特征、工作过程及能量流动模式,以驾驶意图作为模糊设计的输入变量,对驾驶意图进行模糊识别。在Matlab/Simulink中建立基于驾驶意图识别的模糊控制转矩分配策略,并在NEDC循环工况下与Cruise进行联合仿真。结果表明,该控制策略在满足动力性的前提下,同基于逻辑门限值的转矩分配控制策略相比,能有效改善发动机的工作点,百公里综合油耗下降了3. 2%,进一步提高了整车燃油经济性。
2019年12期 v.43;No.276 18-21+27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K] [下载次数：307 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：192 ] - 翟向毅;杨建军;胡新芳;张华;
为改善弧齿锥齿轮传动过程的平稳性,明晰转速和负载在传动过程中对啮合冲击的影响规律,建立了弧齿锥齿轮啮合冲击的数学模型,并对从动轮进行了受力分析;以Adams软件为工具,建立了弧齿锥齿轮传动系统的多体动力学模型,分析了不同转速和负载下,传动过程中的啮合力和从动轮角加速度的变化规律。负载一定时,转速的增加会加剧轮齿间的啮合冲击;转速恒定时,适当地增大负载可以降低轮齿间啮合冲击的剧烈程度,提升传动的平稳性。研究结果对弧齿锥齿轮传动系统的减振降噪具有一定的理论意义。
2019年12期 v.43;No.276 22-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1440K] [下载次数：288 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：202 ] - 姬芳芳;赵欣;
提出了一种利用改进的粒子群优化算法(MPSO)确定平面并联机构工作空间边界的新方法。制定一个通用目标函数,在平面并联机构达到其极限点时给出最佳值。通过使用改进的粒子群优化算法找到这些点,可以构造出并联机械臂的工作空间边界。为了验证该方法的有效性,以3RRR平面并联机构为例,利用MPSO方法最优化求解,得到工作空间边界的映射;同时,研究了初始位置对工作空间搜索的影响。结果表明,初始点的选择是求解工作空间边界的关键,与离散化方法相比,MPSO搜索过程高效,所得工作空间边界点准确。
2019年12期 v.43;No.276 28-33+37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1253K] [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：248 ] - 何志伟;段建中;
讨论了数控成形法加工在圆弧齿廓锥齿轮中的应用,证明基于该方法加工的圆弧齿廓锥齿轮符合齿廓啮合基本定律,并给出了引导线(齿廓沿节圆锥面的走向线)的确定原则。该工作对圆弧齿廓锥齿轮的高效加工提供了技术支持。
2019年12期 v.43;No.276 34-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1028K] [下载次数：253 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：187 ] - 许鑫;牛志刚;汪洋;赖昶;
以降低纯电动汽车在实际行驶时的能量消耗为目标,针对两挡机械自动变速器的换挡规律进行优化设计。依据太原市市区、郊区及综合行驶工况的实际需求,对汽车的驱动电机进行匹配,并基于电机效率制定出传统经济性换挡规律;通过动态规划算法求解出太原市各循环工况下的最佳挡位工作点,并提取出最优的双参数换挡规律。通过Matlab/Simulink建模和仿真,比较了不同工况下两种换挡规律的能耗差异。与传统经济性换挡规律相比,规划后的双参数换挡规律可以更好的降低汽车能耗,提升续航里程。
2019年12期 v.43;No.276 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K] [下载次数：321 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：198 ] - 陈志澜;陈赟杰;
通过查阅专利数据库5 074个专利数据,对国内外RV减速器近74年来的技术进展进行专利地图研究。采用国际专利分类法(IPC分类)、专利地图法和专利信息数据挖掘技术,绘制出RV减速器技术领域的专利地图,并从全球申请数量、申请趋势、主要申请国家、主要竞争机构、专利分布形态、主要技术热点变迁、重点技术发展领域等多方面进行详细分析,剖析了RV减速器领域的研究现状,预测了未来其技术发展趋势,为RV减速器的国产化战略布局提供参考。
2019年12期 v.43;No.276 45-49+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 952K] [下载次数：171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：191 ]
- 廖平;魏静;张爱强;张卫青;
弧齿锥齿轮时变啮合刚度传统计算方法大多采用有限元静态分析方法,但需计算多次,且采用节点弹性变形平均值计算的单齿啮合刚度存在较大误差。为此,改进了弧齿锥齿轮时变啮合刚度计算方法,在传统计算方法上引入单个节点啮合刚度,将工作齿面各个节点啮合刚度叠加,得到单齿啮合刚度,计算精度更高;基于有限元显式动态分析计算弧齿锥齿轮时变啮合刚度和传动误差,计算1次而不需要进行多次有限元分析,减少了整个计算时间周期。研究了不同负载转矩下时变啮合刚度和传动误差变化规律,分析了接触椭圆长轴长度、接触轨迹方向两个接触参数对时变啮合刚度和传动误差的影响。研究结果表明,时变啮合刚度和传动误差随负载转矩增大而增大,但时变啮合刚度峰-峰值和传动误差峰-峰值(PPTE)随负载转矩增大而变小;随着接触椭圆长轴长度增大,时变啮合刚度和传动误差呈增大趋势;随着接触轨迹方向增大,时变啮合刚度存在突增现象,而传动误差变化很小。
2019年12期 v.43;No.276 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K] [下载次数：435 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：232 ] - 韦帮洁;刘涛;李儒琼;
根据齿轮啮合原理,推导出摆线轮齿廓曲线方程。针对复杂摆线轮方程难以直接代入软件进行造型问题,采用数据拟合得到摆线轮齿廓曲线的设计方法,并提出了摆线轮修形解决方案。该方法原理简单,对摆线针轮行星减速器的设计制造有重要的应用价值。
2019年12期 v.43;No.276 57-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1040K] [下载次数：212 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：196 ] - 赵世田;付莹莹;杨相国;吴抒航;方銮君;
通过共轭曲面原理、微分几何学对圆锥滚子弧面分度凸轮进行理论推导,提出基于齐次坐标变换的通用圆锥滚子弧面分度凸轮轮廓曲面方程建立方法;基于VB开发不可展直纹轮廓曲面数据采集系统;基于Creo建立分度凸轮机构的实体模型,通过Adams进行机构运动学仿真分析。验证实例仿真分析表明,圆锥滚子弧面分度凸轮机构设计满足预期要求。
2019年12期 v.43;No.276 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1038K] [下载次数：317 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：237 ] - 张坤;徐文博;毛继哲;王晓鹏;
基于正向工程设计理念,提出一种快速的静动态联合设计思路及方法,研究高速多特征齿轮轴的结构设计、力学性能及设计运行参数区间。应用危险界面安全系数校核法则进行轴的强度校核,并权衡齿面接触强度、齿根弯曲强度和危险截面三个安全系数比重,计算静态下其可运行参数区间;采用动力学分析输出多特征齿轮轴的固有频率及位移振型,并绘制响应的Campbell阻尼图和动平衡精度等级、转速与振动幅值响应的关系图。最后,通过静动参数区间融合,得出多特征齿轮轴可运行设计可靠的参数区间,为工程应用中研制新型多特征轴结构提供辅助性设计支撑。
2019年12期 v.43;No.276 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1284K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：190 ] - 宋亚杰;吴东;
基于袋鼠腿部结构设计了一种四连杆跳跃机器人,通过凸轮使四连杆变形以拉伸弹簧存储弹性势能,通过凸轮行程的突变使得拉簧收缩释放能量进行跳跃。在机构原理的基础上设计了实验样机。将样机模型导入动力学分析软件Adams进行了仿真实验,并对制作出来的实体样机进行了实验验证。实验跳跃高度可达两倍身长,拉簧弹性势能利用率为70%。结果验证了四连杆跳跃机构原理样机设计及理论分析的正确性和合理性,并分析了影响跳跃能力的几个主要影响因素,得出结论并给出改进方案。
2019年12期 v.43;No.276 73-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1117K] [下载次数：543 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：224 ] - 李忠涛;罗天洪;
提出一种可以实现俯仰运动和侧摆运动的异质双驱动万向关节(HDD-UJ),HDD-UJ以万向联轴器为机构原型,以电机为主驱动源,电致伸缩材料为辅助驱动源。通过设计的HDD-UJ虚拟样机模型,确定其驱动传动一体化特性并阐述了关节的驱动传动机理;建立HDD-UJ的空间运动坐标系,进行了运动学分析并推导出运动学方程;基于空间几何原理求出HDD-UJ的空间运动范围,进行了运动工作空间虚拟仿真实验。仿真结果表明,HDD-UJ结构新颖简单、集成度高,具有2个自由度,能够实现大范围的空间作业。研究为后续关节的结构优化、运动精度调控策略等研究提供了理论依据。
2019年12期 v.43;No.276 78-83+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1137K] [下载次数：80 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：213 ] - 乔学昱;赵彦峻;厉朝;贾丙琪;陈淼;
为了兼顾外骨骼动力的线性输出与穿戴过程的安全性,设计了一款包含助力与缓冲两种工作模式的下肢外骨骼。首先,对外骨骼膝关节缓冲器及整机模型进行了参数计算与结构设计;然后,对其做动力学分析并通过Matlab计算得到关节理论力矩;将计算所得参数与理论力矩分别代入Adams,对两种工作模式下的外骨骼进行仿真试验;通过对比仿真结果与人体运动标准数据,证明外骨骼助力模式可基本满足穿戴者正常行走需要,缓冲模式可在突发状况下缓冲刚性冲击。研究结果为后期系统的控制与模型制造提供了重要的理论依据。
2019年12期 v.43;No.276 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1035K] [下载次数：413 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：190 ] - 陈晓东;邓子龙;高兴军;胡思雅;
柔性机构发生弹性变形会储存和释放能量,当储存的能量和释放的能量近似相等时,可以实现恒力。结合柔性变胞原理与恒力机构的共同优点,设计了一种柔性变胞恒力机械手。首先,介绍装置结构设计,根据尺寸关系进行建模;其次,根据几何关系对装置进行运动分析;最后,根据虚功原理,计算出理论输出力,通过粒子群算法找出恒力范围。该装置无需安装力传感器,无需控制系统即可实现机械手的恒力夹持且具有自适性,适用于细胞、芯片、玻璃等薄壁、易破碎物品的夹持。在生物医学、生产生活、科学应用领域中有着较好的应用前景。
2019年12期 v.43;No.276 89-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1105K] [下载次数：320 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：146 ] - 邱涛;杜群贵;
RV减速器具有传动比大、承载能力大、传动精度高和传动平稳等特点,研究其动力学特性具有重要意义。以某型号RV减速器为研究对象,在Solid Works中建立了参数化三维模型,通过Abaqus和Adams建立了RV减速器刚柔耦合动力学模型。经过仿真分析,得到关键零部件的动态响应曲线和传动误差;通过频谱分析,得到影响传动精度的主要因素是曲轴的纯扭转弹性变形。研究方法对RV减速器精密设计具有一定的指导意义。
2019年12期 v.43;No.276 93-96+108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1107K] [下载次数：491 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：193 ] - 郭强;崔国华;张帆;鱼海东;程禛溢;
以一种以转轴为动平台的5自由度4-SPRR-SPR并联机构为研究对象,运用螺旋理论对4-SPRR-SPR并联机构进行自由度分析,利用矢量法建立并联机构的逆运动学方程;对运动副约束进行详细分析,利用三维边界搜索法得到该机构的定姿态以及动姿态工作空间。研究表明,该机构的工作空间具有对称性、内部无空洞、截面形状规整等优点;同时,以工作空间体积为优化目标,获得运动副约束与工作空间体积的影响曲线,得到了支链移动副移动范围为影响工作空间的最大因素。该机构在复杂空间曲面的零件切削加工、打磨等方面有着良好的应用前景。
2019年12期 v.43;No.276 97-102+122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1148K] [下载次数：300 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：235 ]
- 邹琳;杜明雅;贾冰;徐劲力;
针对汽车齿轮搅油两相流特性,基于PLIC-VOF算法,利用Matlab软件对三维齿轮搅油过程进行数值计算,探讨不同转速、浸油深度、油液黏度下齿轮搅油功率损失的影响规律;同时,利用Fluent软件对三维齿轮搅油数值模拟,进行了功率损失台架实验及流动结构可视化实验。研究结果表明,PLIC-VOF算法适用于计算齿轮搅油损失问题,随着齿轮转速的增加,三维流场分布紊乱程度增大。齿轮搅油功率损失随着转速、浸油深度、油液黏度的增加而增加,其中,转速影响最为显著。
2019年12期 v.43;No.276 103-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1116K] [下载次数：151 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：204 ] - 肖凌俊;吕勇;袁锐;
提出了稀疏辅助平滑降噪(SAS)与谱峭度(SK)结合的滚动轴承故障特征的提取方法。首先,利用稀疏辅助平滑降噪(SAS)方法对仿真信号进行预降噪,通过均方根误差(RMSE)指标对SAS降噪与低通滤波的降噪性能实施评价;然后,将SAS降噪和谱峭度方法结合应用于故障滚动轴承的振动信号的分析中,提取到清晰的特征频率。用峭度值指标将所提方法同小波方法、EMD方法进行对比,证实了所提方法在特征提取上的优势;通过仿真和数据实验,证明了所提方法的有效性。
2019年12期 v.43;No.276 109-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1398K] [下载次数：145 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：214 ] - 王红君;赵元路;赵辉;岳有军;
针对风电齿轮箱运行状态评估中存在的不够全面、准确度较低等问题,提出一种基于灰云模型聚类分析和云重心偏移度理论相结合的评估方法,对风电齿轮箱建立相对全面完整的评估体系,能够有效提高评估结果的准确性。利用灰云模型对齿轮箱进行初步的聚类分析,获得风电齿轮箱当前运行的大致评估结果;在此基础上,计算标准云模型和当前云模型的云重心偏移度,可进一步提高评估结果的可靠性。对风电齿轮箱实测数据进行了状态评估,然后和齿轮箱记录状态进行比较,证实提出的评估方法具有一定的准确性和可使用价值。
2019年12期 v.43;No.276 116-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1234K] [下载次数：257 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：189 ] - 陈瑛琳;陈江义;
运动副的效率可以用功或力的方法来进行描述,渐开线齿轮副的啮合效率计算同样如此。首先,以节点和齿廓接触点间的距离为变量,分别从功和力的角度推导出了齿廓啮合的瞬时效率;然后,将瞬时效率在实际啮合线上进行平均,得到两种方法下的齿轮副啮合效率的表达式;最后,结合数值算例对两种方法进行了对比研究,分析了传动比、小齿轮齿数及齿面摩擦因数对齿轮副啮合效率的影响。结果表明,基于力的齿轮副啮合效率计算方法更为合理。
2019年12期 v.43;No.276 123-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1022K] [下载次数：243 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：162 ] - 井立兵;陈俊霖;
针对同轴磁力齿轮在传动过程中存在转矩脉动大、气隙磁密谐波含量高的问题,研究了一种含有金属薄片的磁力齿轮,该结构磁力齿轮是在内、外转子永磁体两外侧分别固定一层导电不导磁的金属材料。利用有限元建立了内转子为4对极,外转子为21对极的磁力齿轮模型。计算了该磁力齿轮的内、外气隙磁场和转矩,并对气隙磁密谐波和转矩脉动进行了分析。结果表明,含有金属薄片的磁力齿轮不仅可以减少气隙磁密的高次谐波,而且可以降低转矩脉动。为磁力齿轮传动稳定性的提高提供一种参考。
2019年12期 v.43;No.276 127-130+145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1132K] [下载次数：109 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：206 ] - 许正骁;吴广磊;沈惠平;
具有空间三平移一转动(3T1R)功能的并联机器人操作手,因其具有工作空间大、易实现高速、成本低等优点,在工业上获得广泛应用。针对作者提出的一种新型3T1R非全对称并联机构进行了刚度性能分析。首先,对该机构进行了拓扑结构的描述;其次,基于虚拟弹簧法建立了每条支链的刚度模型并求解其刚度矩阵;然后,对机构笛卡尔刚度矩阵中扭转刚度和线性刚度的变化趋势进行了分析,并讨论了冗余支链对整体刚度性能的影响;最后,结合ANSYS的有限元分析对该方法的计算数值进行了验证。研究结果为该并联机器人操作手的结构设计、样机研制奠定了基础。
2019年12期 v.43;No.276 131-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K] [下载次数：193 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：248 ] - 刘渊;俞翔栋;丁蓉;何柳;
建立了万向联轴器叉头的型线优化模型,基于分治法提出了一种针对叉头型线的优化策略,总结了6个设计变量对叉头最大应力的影响规律。研究表明,叉头圆弧槽和肩台的结构参数变化对叉头最大应力的影响显著,在设计时应当重点关注。开展了叉头型线优化的案例分析,在保持回转直径不变的前提下,有效降低了叉头的最大应力,提高了传扭能力。研制了目前国内船用传扭能力最大的某型重载万向联轴器,并开展了性能试验,为重载万向联轴器叉头的型线设计和优化提供了参考。
2019年12期 v.43;No.276 140-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1224K] [下载次数：68 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：173 ]
- 王淑坤;徐业锋;刘东亮;赵旭东;沈佳骏;
针对双排链条制造过程中的预拉拆节环节,设计了一种新型的双排链条预拉拆节装置,该装置包含预拉拆节两大模块:预拉模块采用液压油缸加载,以移动关联链轮进而预拉链轮组间的链条;拆节模块采用气动滑台驱动链条插板稳固链条,气液增压缸驱动冲钉拆除销轴,气缸驱动链条推板推去链板。该预拉拆节机结构合理,标准化程度高,易损件互换性好,能够高效地实现双排链条的动态预拉与拆节。
2019年12期 v.43;No.276 146-150+160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1701K] [下载次数：51 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：195 ] - 刘赛赛;邓效忠;高振山;符云龙;胡晨辉;
基于有限元软件Deform-3D,建立弧齿锥齿轮小轮感应加热的电磁-热耦合数值模型,采用正交实验法对影响弧齿锥齿轮小轮"突耳"缺陷的初轧温度、摩擦因数、模具进给速度和轮坯转速关键工艺参数进行优化。选出最优工艺参数组合为:初轧温度950℃,摩擦因数0. 1,进给速度0. 2 mm/s,轮坯转速30 r/min。优化后,当滚轧成形过程进给3 mm时,突耳高度比例为20. 33%,对最优参数组合进行数值模拟验证,结果良好,为进一步的弧齿锥齿轮小轮滚轧成形实验开展提供了参考。
2019年12期 v.43;No.276 151-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 907K] [下载次数：175 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：180 ] - 丁熊熊;张演;李文辉;李秀红;
提出了一种主轴摆动复合滚磨光整加工齿轮的新方法。建立切削速度与切削角的计算模型,利用Matlab软件分析各参数对切削速度和切削角的影响,理论验证了主轴摆动复合滚磨光整加工的可行性。开发了参数可调的实验装置,加工实验表明,齿面表面粗糙度Ra从0. 8μm左右降到0. 3μm左右,表面刀痕去除且表面纹理一致。结果表明,该方法能够有效地提高齿轮的表面质量,使得齿轮获得均匀性表面。
2019年12期 v.43;No.276 155-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1800K] [下载次数：84 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：164 ]