2018年, 第42卷, 第3期　
刊出日期：2019-12-20

  

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理论研究
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  RV减速器摆线针轮传动的精确啮合间隙计算

  杨婧钊, 邓效忠, 李天兴, 王长路, 王国峰, 邢春荣

  机械传动. 2018, 42(3): 1-5. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.001

  摘要 ( 178 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  RV减速器摆线针轮副的啮合间隙大小是影响其传动性能的关键因素，目前国内的研究多采用公式法来计算摆线针轮的初始啮合间隙，未考虑传动过程中节点位置的变化，导致理论结果与实际啮合间隙存在差异。提出将实际齿廓公法线方向的齿廓间距离作为精确啮合间隙，通过对传统初始啮合间隙计算方法的深入分析，建立摆线针轮齿面接触模型，计算出任意转角下精确啮合间隙的大小，为RV减速器摆线针轮副啮合间隙的计算和分析提供理论基础。
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  泛摆线齿轮的“最速降线”效应

  李远庆

  机械传动. 2018, 42(3): 6-8,12. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.002

  摘要 ( 139 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  最速降线是摆线，也是等时曲线；摆线的渐屈线仍然是摆线；在泛摆线齿轮的研究中，发现泛摆线齿条的齿形处在等时曲线的高速区域；泛摆线齿轮中，只要模数相同，所有齿数的齿轮、齿条的啮合线完全重合，从而推演出滑动率极低的结果；比渐开线齿轮的滑动率面积低75%左右，显示出泛摆线齿轮的优越性。
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  并联3-SPS/S踝关节康复机构及运动分析

  刘兴芳, 苗鸿宾, 陈菁瑶, 刘娜

  机械传动. 2018, 42(3): 9-12. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.003

  摘要 ( 129 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  针对现有踝关节康复机构的现状，提出一种3-SPS/S并联康复机构。介绍机构组成；计算自由度并建立了位置逆解方程。结合数值算例，应用MATLAB对逆解方程进行求解，并利用ADAMS对求解结果进行仿真验证。仿真结果表明，该机器人可通过改变支链移动输入量满足踝关节康复所需活动。
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  圆弧齿线圆柱齿轮齿面啮合接触冲击应力分布研究

  马登秋, 魏永峭, 叶振环, 罗岚, 侯力

  机械传动. 2018, 42(3): 13-17,22. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.004

  摘要 ( 101 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  为了研究圆弧齿线圆柱齿轮齿面啮合接触冲击应力的分布规律，基于齿轮系统动力学理论和齿轮传动物理模型，分析了啮合接触冲击发生的原因；根据齿面方程建立精确的三维模型，进而建立不同冲击位置的啮合接触冲击有限元模型；通过对不同冲击速度下不同位置发生的啮合接触冲击进行仿真分析，研究齿面啮合接触冲击应力的分布规律。结果表明，在分度圆附近和齿顶附近发生啮合接触冲击时，从动轮危险区域出现在受载齿面齿根附近；在齿根附近发生啮合接触冲击时，从动轮危险区域出现在非受载齿面齿根附近。
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  蜗轮偏转角对圆柱滚子包络内啮合蜗杆啮合性能的影响

  宋远红, 邓星桥, 江源渊

  机械传动. 2018, 42(3): 18-22. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.005

  摘要 ( 73 ) PDF全文 ( 10 )   可视化   收藏

  具有蜗轮偏转角的圆柱滚子包络内啮合蜗杆是一种新型的能实现多负载和不同角度输出的蜗杆副，分析蜗轮偏转角对潜在的根切现象和圆柱滚子自转性的影响，对深入了解该传动装置具有重要意义。利用一界曲线方程和自转角公式分别对其根切现象和自转性能进行分析，得出当蜗轮偏转角大于等于44°时，该装置将会发生根切；同时蜗轮偏转角越大，其蜗轮轮齿的自转性能越差，并且发现蜗轮轮齿上的接触线曲率越大，其自转性能越差。该研究给蜗轮偏转角的选取提供了参考。
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  大节距轨迹约束型输送链啮合冲击载荷特性分析

  李树境, 尚鹏, 李守东, 崔增耀, 梁艳书, 洪林

  机械传动. 2018, 42(3): 23-25. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.006

  摘要 ( 71 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  因多边形效应的存在，输送链尤其是大节距输送链在运动过程中始终承受周期性的冲击载荷。针对此问题，建立了大节距轨迹约束型输送链模型。根据链传动系统的啮合过程，将该模型分为链轮和链条上边两个部分。根据拉格朗日方程，建立了与之对应的动力学模型，并分别求出其广义力矩。为了更加精确地计算销轴与其他部分的接触应力，使用有限元软件ABAQUS建立了链轮-销轴和链节-销轴模型。将广义力矩代入计算，最终得到了链轮与销轴、链节与销轴之间的最大接触应力及其位置。为后期链条零部件的选材和热处理提供了一些参考。
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  复合式静压-机械传动变速器换挡品质研究

  夏扩远, 孙保群, 常佳男, 谢海

  机械传动. 2018, 42(3): 26-30. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.007

  摘要 ( 98 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  静压-机械双流传动（HMT）由静压传动和机械传动并联而得，兼具静压传动传递转矩大和机械传动效率高的优点，复合式静压-机械传动（DHMT）由两套双流传动并联而成。对DHMT系统及各组成模块进行了动力学建模，根据建立的动力学模型提出了DHMT系统的换挡调控策略，基于AMEsim和Simulink搭建了DHMT的联合仿真模型，最后对仿真结果进行分析并验证了换挡调控策略的正确性。
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  基于多参数优化降低齿轮弯曲应力方法研究

  赵向飞, 崔岩, 张天一

  机械传动. 2018, 42(3): 31-33,44. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.008

  摘要 ( 110 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  齿轮是机械传动装置中重要的基础零部件，为避免齿轮副传动中轮齿发生弯曲疲劳断裂的情况，以齿根最大弯曲应力极小化为目标函数，以齿顶厚大于0.25 m和重合度大于2为约束条件，对齿廓参数进行综合优化。在中心距不变的情况下，采用Matlab中for循环进行逐点求解优化，再采用ANSYS的APDL语言对齿轮进行有限元建模，在啮合状态下进行弯曲应力分析，验证了优化结果的可靠性，对降低齿轮弯曲应力具有指导意义。
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  基于有限元的某转接齿轮箱的静动态特性分析

  薛松, 于存贵, 徐祖国

  机械传动. 2018, 42(3): 34-37,59. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.009

  摘要 ( 103 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  为了提高某测试试验台转接齿轮箱的传动精度和静动态特性，通过Abaqus有限元软件建立数值计算模型对其进行静动态特性分析。首先，通过有限元进行典型工况下的静力分析，得到受力与变形情况，校核其结构静态的可靠性；再通过模态分析，以确定其在试验台正常工作条件下发生共振的可能性，为之后齿轮箱的结构优化设计提供理论依据与指导。研究表明，该齿轮箱结构可靠且有很大的优化空间，可以进行结构优化来提高其传动精度以及静动态特性。
设计计算
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  支撑式油气管道机器人变径机构优化设计与仿真

  杨彩霞, 黎建军, 孙卫红, 许晓东

  机械传动. 2018, 42(3): 38-44. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.010

  摘要 ( 226 ) PDF全文 ( 26 )   可视化   收藏

  为提高支撑式油气管道机器人的变径性能，通过ADAMS对管道机器人的局部变径机构进行参数化建模和优化设计。根据优化后的数据以及管道机器人变径机构的结构特点，在SolidWorks中建立相对完整的变径机构三维模型，将模型导入到ADAMS中进行仿真分析。优化后的螺母水平推力减小了41.5%，通过仿真模拟冲击载荷对管道机器人变径机构的影响，分别得到变径机构在正常变径过程和受到冲击载荷时，螺母水平推力和压缩弹簧的变化情况，为选取合适的电机以及压缩弹簧提供理论依据。
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  弧齿锥齿轮动态热边界渗碳淬火工艺优化设计

  刘付洋, 刘赣华, 谢显峰, 邹洋

  机械传动. 2018, 42(3): 45-48,71. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.011

  摘要 ( 146 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  针对弧齿锥齿轮渗碳淬火过程中因齿面变形引起的鼓形长度过大及齿面硬度达不到要求从而产生噪声、振动、加速齿轮副损耗的问题，运用DEFORM-HT有限元软件对弧齿锥齿轮轮齿动态热边界渗碳淬火过程进行了模拟分析，研究了冷却介质温度、淬火槽入口速度、齿轮保温温度、扩散阶段碳势等4个主要参数对齿轮鼓形长度和齿面硬度的影响；采用正交试验设计分析方法，以齿轮鼓形长度和齿面硬度为优化指标，通过离差和方差数值计算分析得到了最佳工艺参数。结果表明，当介质温度为100℃、入口速度为1.5 m/s、保温温度为835℃、碳势为1.0%时，鼓形长度最小、齿面硬度满足实际生产对齿面58~64HRC的硬度要求。
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  基于ADAMS的六足仿生机器人结构设计及运动仿真

  宫丽男, 庞在祥

  机械传动. 2018, 42(3): 49-53. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.012

  摘要 ( 335 ) PDF全文 ( 51 )   可视化   收藏

  为了提高六足仿生机器人对工作环境的适应性及工作的灵活性，在分析仿生甲虫机体形态和结构特点的基础上，以甲虫为摹本，设计了一种性能优越、结构简单的六足对称的纲昆虫结构机器人，利用CATIA三维造型软件生成三维实体模型，将其导入ADAMS建立虚拟样机动力学模型。对其进行六足机器人在平坦地面上直线行走步态和定点转弯步态分析，得到了运动学和动力学特性曲线，验证了机器人结构的合理性和运动的可行性。为机器人数值计算及物理样机的研制提供理论依据，也为实现六足仿生机器人的精确控制创造条件。
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  大马力拖拉机液压机械无级变速器的传动设计及受力分析

  何成奎, 郎朋飞, 康敏, 张海军

  机械传动. 2018, 42(3): 54-59. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.013

  摘要 ( 126 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  通过查阅大量的文献资料，根据液压机械无级变速器的工作原理，提出了一种新的传动方案。根据传动方案进行主要关键零部件的技术参数设计与计算，确定各个零部件最终的结构参数，并进行了强度校核计算。在此基础上，运用Creo 2.0建立了三维实体模型，并完成了虚拟装配图，最后运用ANSYS对主要零部件进行了有限元受力分析。结果表明，结构设计合理。
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  基于AMESim同步器换挡性能仿真与优化

  余晓霞, 张志刚, 苏洪

  机械传动. 2018, 42(3): 60-65. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.014

  摘要 ( 275 ) PDF全文 ( 30 )   可视化   收藏

  为了提高同步器换挡性能，运用AMESim软件，建立了同步器换挡性能动态仿真模型。分析了同步器输入端等效转动惯量、同步环摩擦因数以及同步环摩擦锥角3个因素对同步器换挡性能的影响。提出了同步冲量、换挡功、二次冲击、换挡时间4个同步器换挡性能评价指标。通过归一化的方法，建立了最终的评价指标。最后采用逐级仿真的方法，得到了最优模型，有效地提升了同步器换挡性能。
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  基于差分进化算法的Stewart-Gough平台的设计优化

  王婷, 苗鸿宾, 吴全君, 靳伟贺

  机械传动. 2018, 42(3): 66-71. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.015

  摘要 ( 115 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  利用差分进化算法对Stewart-Gough平台进行优化。首先，对Stewart-Gough平台的对称结构和非对称结构进行了介绍；其次，通过综合考虑工作空间的限制，工作空间内存在奇异结构以及成本高这3个因素的影响定义了目标函数；最后，选定用于优化的工具为差分算法，并使用差分算法对Stewart-Gough平台进行了优化。优化结果表明，合理选择Stewart-Gough平台的结构及其参数，可达到最大化有效载荷或最小化每条腿上所需要的力（用以抵消外界施加在动平台上的力）的目的。与其他算法相比，差分算法具有较好的全局寻优能力，选用差分进化算法作为优化工具，优化及仿真过程借助MATLAB来实现。
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  齿轮加载轴有限元分析方法及其应用研究

  何融, 许晋, 张玉东, 李洪武, 程燕, 李亮

  机械传动. 2018, 42(3): 72-75. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.016

  摘要 ( 72 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  为精确计算齿轮弯曲应力，应用有限元分析技术，在三维精确建模的基础上，提出了齿轮加载轴建模的有限元分析方法。通过计算单齿啮合外界点位置和载荷作用角，使加载轴与齿轮接触，通过与传统齿根应力计算方法对比，验证了该有限元分析方法的正确性。应用该方法对薄轮缘直齿圆柱齿轮进行齿根应力分析计算，结果表明轮缘厚度变化对齿轮齿根应力无影响，对此提出了有限元分析方法的局限性。
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  对ISO 21771:2007公式的探讨

  李清, 郭永

  机械传动. 2018, 42(3): 76-79. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.017

  摘要 ( 687 ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对国际标准ISO 21771：2007（渐开线圆柱齿轮与齿轮副——概念与几何学）中的计算公式进行了分析和探讨，并对DIN ISO 21771：2014、DIN 21773：2014与ISO 21771：2007中的公式进行了对比和分析，对其中部分公式中的不妥之处提出了修改建议，以期为标准修订者和使用者提供参考。
试验分析
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  RV减速器振动测试与信号分析

  陈李果, 汪久根, 张靖

  机械传动. 2018, 42(3): 80-84. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.018

  摘要 ( 260 ) PDF全文 ( 25 )   可视化   收藏

  RV减速器作为一个机械整体系统，在工作过程中必然会产生振动。利用研制的RV减速器综合性能试验装置和振动测试系统，在RV减速器上布置3个测点，对其工作状态中产生的振动信号进行测试。采集和分析了国产SHPR-20E型RV减速器在不同转速和载荷下的振动信号，并对振动信号进行时域和频域分析。通过测试分析，可以掌握RV减速器的振动特性，这为RV减速器的动力学研究、故障诊断和提取、减振降噪提供了试验的基础。
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  刚柔耦合地铁齿轮传动系统振动响应分析

  邱星慧, 杨建伟, 陈忠伟

  机械传动. 2018, 42(3): 85-89. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.019

  摘要 ( 108 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  地铁齿轮箱是车辆关键传动部件，其振动情况影响列车行车安全。针对地铁齿轮箱振动响应问题，以地铁齿轮箱实体模型为研究对象，借助Cero及ADAMS的数据接口进行了数据转换，并借助ANSYS实现将齿轮箱体柔性化，基于ADAMS将柔性体替换掉原模型对应刚性体，并对其进行合理约束，建立齿轮接触模型，并采用ADAMS内置机械包模块建立轴承副，生成了地铁齿轮箱刚柔耦合动力学模型。根据齿轮箱动力学仿真结果，分析箱体在齿轮启动瞬间及加速阶段存在较大振动冲击，比较各测点的应力应变情况可知，上箱体明显较之下箱体有更显著的振动冲击响应，上箱体观察口及上箱体顶部区域由于信号的叠加作用等因素有较大的应力应变响应，可以考虑对箱体结构进行优化，考虑添加加强筋等措施加强危险节点的稳定性。为地铁车载齿轮箱设计提供参考。
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  3-PUU轮腿式移动机器人的步态与稳定性分析

  苗智英, 李瑞琴, 张启升, 梁晶晶, 孟宏伟, 梁世杰

  机械传动. 2018, 42(3): 90-93. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.020

  摘要 ( 148 ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  轮腿式机器人兼具轮式的移动速度快和腿式的越障能力强的优势，是新型移动机器人的发展方向。提出了一种基于3-PUU并联机构的轮腿式移动机器人，其具有并联机构的结构简单、刚度大、承载能力强等优势。对3-PUU轮腿式移动机器人的腿式行走步态进行了分析，阐述了轮腿切换原理以及轮式模式下的转向原理。通过重心计算，分析了该机器人在路面上运动的稳定性，确定了最大步长。利用三次样条插值法推导出了平台的运动轨迹方程，并在Matlab环境下进行仿真，得到平台的位移、速度、加速度变化规律。仿真结果表明，该机器人可实现连续稳定的行走，可用于煤矿井下等危险环境的救援任务。
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  三峡升船机齿条试验装置传动效率计算分析与试验验证

  李优华, 李权才, 刘忠明, 余飞鹏, 刘月婵

  机械传动. 2018, 42(3): 94-99. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.021

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  三峡升船机齿条试验装置传动系统主要由驱动齿轮箱、驱动齿轮齿条、负载齿轮齿条以及负载齿轮箱等4部分组成。为了更好地计算分析三峡升船机齿条试验装置的传动效率，通过建立的齿轮箱传动效率计算模型，对试验装置中的4个组成部分以及装置总传动效率和耗电量分别进行计算分析，并与试验数据测得的输入转速和转矩、输出转速和转矩等数据进行对比分析，验证了计算模型和试验数据的准确性，为低速重载齿轮箱和齿轮齿条的传动效率研究奠定基础。
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  变速器齿轮敲击参数灵敏度分析

  石晓辉, 熊秀文, 郭栋, 郑光泽, 柳培海, 张海林

  机械传动. 2018, 42(3): 100-105,110. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.022

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  以某款手动变速器为研究对象，基于SIMdrive软件，搭建考虑输入轴转速波动、齿侧间隙、空套齿轮转动惯量及拖拽力矩等影响因素的变速器齿轮敲击仿真分析模型，计算各空套齿轮的角速度及各非承载齿轮对的啮合力。进行变速器齿轮敲击台架试验，测得空套齿轮转速信号，验证仿真分析模型的有效性。从冲击能量的角度出发，选取非承载齿轮对的啮合力对时间的导数为敲击评价指标（Jerk指标），并用向前差分法求解各个工况下的Jerk指标。分别对转速波动、齿侧间隙、空套齿轮转动惯量及拖拽力矩这4个参数求偏导，从而求得各参数对变速器齿轮敲击的灵敏度规律。发现转速波动对敲击的灵敏度始终为正，转速波动在40 r/min时，对敲击的影响开始陡增。齿侧间隙小于0.1 mm时，敲击灵敏度为正，大于0.1 mm时为负。空套齿轮转动惯量对敲击的灵敏度始终为负，在转动惯量大于0.000 6 kg·m²时，敲击灵敏度值几乎不变，转动惯量的改变对敲击的影响并不明显。拖拽力矩小于0.6 N·m时，敲击灵敏度为负，大于0.6 N·m时为正，在0.2~0.3 N·m之间时，拖拽力矩对敲击的影响并不明显。
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  斜-平面瓦推力滑动轴承的热流体动力学分析

  张文涛, 张松林, 程百新

  机械传动. 2018, 42(3): 106-110. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.023

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  建立不同结构参数的斜-平面瓦推力滑动轴承润滑模型，研究瓦斜面倾角、油膜厚度以及转速对轴承温度场的影响规律，并且分析了在共轭传热情况下，转速对轴承承载性能的影响，为轴承设计和使用提供理论指导。分析结果表明，轴瓦最高温度随着瓦斜面倾角的增加而减小，最高温度出现在周向出水口且靠近外径侧；其他条件一定时，油膜厚度越大，轴瓦温升越小，油膜厚度不影响轴瓦的温度场分布；剪切力和轴瓦温度均随着转速的增加而增加；当考虑共轭传热时，轴向承载力与转速之间不再是线性关系。
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  机械臂操作受限柔性负载的动力学建模及仿真

  刘强, 葛为民, 王肖锋, 张会义

  机械传动. 2018, 42(3): 111-116. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.024

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  针对机械臂操作受作业环境约束柔性负载，约束力、负载变形不易控制等问题，基于变形旋量理论，结合拉格朗日方程建立了机械臂操作受限柔性负载系统的动力学模型。首先，将系统分解为刚性机械臂与柔性负载两个子系统，分别建立了其动力学方程。然后，根据柔性负载与环境约束力及机械臂末端执行器的约束关系，推导了系统的运动方程。在给定机械臂的运行状态及环境约束力或给定机械臂各关节驱动力矩及负载末端的期望轨迹的情况下，分别推导了系统的逆动力学模型与正动力学模型。最后，通过三自由度（DOF）机械臂操作受限柔性梁进行了仿真，验证了该方法的有效性，并对系统的动力学特性进行了分析。
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  基于局部均值分解和最大相关峭度解卷积的滚动轴承早期故障提取

  王建国, 张家玮, 杨斌

  机械传动. 2018, 42(3): 117-121,135. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.025

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  滚动轴承处于早期故障阶段的时候，特征信号比较微弱，同时受到干扰噪声的影响，造成故障特征难以提取。针对这一问题，提出了基于局部均值分解（Local mean decomposition，LMD）和最大相关峭度解卷积（Maximum correlated kurtosis deconvolution，MCKD ）两者相结合的故障诊断方法。在强噪声背景条件下，LMD对微弱故障信号特征难以提取，故对LMD分解得到的一组乘积函数（Product function，PF），利用相关系数与峭度值筛选出敏感分量进行信号重构，然后利用MCKD进行滤波，突出故障信号尖脉冲，最后根据信号的包络功率谱提取故障特征频率。算法仿真和实验证明了该方法的有效性。
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  计入变密度和变比热容的倾斜轴颈粗糙表面轴承润滑性能分析

  曾契, 周文平, 沈凯

  机械传动. 2018, 42(3): 122-128. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.026

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  计入变密度、变比热容以及轴颈倾斜等因素，对滑动轴承的热弹性流体动力润滑性能进行研究，深入分析变密度和变比热容对粗糙表面倾斜轴颈轴承热弹性流体动力润滑性能的影响。计算中，基于平均流量模型的广义Reynolds方程进行轴承的润滑分析，采用能量方程和热传导方程计算润滑油的温度场。结果表明，偏心率较大时，变密度和变比热容效应对轴颈倾斜轴承的承载力和最大油膜压力有较明显影响；计入变密度时，轴承最高油膜温度增加，摩擦功耗减小；计入变比热容时，轴承最高油膜温度减小，摩擦功耗增加；转速越高，变密度和变比热容对浮环轴承润滑性能的影响越显著；同时计入变比热容和变密度的轴承润滑参数与仅计入变比热容或仅计入变密度的润滑参数均有明显不同；间隙越小，变密度和变比热容对轴承润滑性能的影响越显著；为准确预测轴承的润滑性能，需同时考虑密度变化和比热容变化的影响。
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  大工作空间5R平面并联机构的正逆互解验证实验研究

  吴霄, 秦慧斌, 申旭阳, 侯志利, 牛金荣

  机械传动. 2018, 42(3): 129-135. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.027

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  针对平面两自由度并联机构工作空间小的不足，提出一种变驱动布局大工作空间5R机构。在运动学分析基础上，利用SolidWorks软件建立并联机构的三维运动学仿真分析模型，在Motion分析环境中改变原动件的运动参数，求解出并联机构的运动轨迹及其可达工作空间，完成其正解分析；另外，搭建并联机构的运动学实验平台，在SolidWorks软件中画出给定轨迹，利用SolidWorks软件逆解得出两伺服电机各时刻的转速，结合运动控制函数，编写上位机运行程序，通过PCI-DMC-F01运动控制卡对伺服电机进行控制，使末端执行器按照预期轨迹运动。实验轨迹、工作空间与正逆解结果一致，实验表明5R机构正逆互解的正确性和可行性，并在此基础上给出了大工作空间并联机构的应用实例。研究工作对拓展5R并联机构的工程应用具有参考价值。
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  矿用电机车制动器的设计与温度场仿真及试验测试

  周坤, 王继强, 董梦诗

  机械传动. 2018, 42(3): 136-138,159. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.028

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  为了实现矿用电机车在大速度、高载荷下的快速制动，首先分析了矿用电机车现有制动方式的工作原理，以及其在制动过程中存在的不足；针对6 t矿用电机车制动系统进行了设计。采用钳盘式制动器，分析计算了制动器的制动盘、闸瓦和驱动机构等主要零部件结构尺寸，根据所设计的制动器结构和得到的计算尺寸，采用有限元仿真软件对电机车制动过程进行了温度场仿真分析，最终得到制动盘在不同黏着系数下制动的温度分布云图和温度分布变化规律以及制动过程中温度的最大值。仿真结果满足行业对电机车制动器规定的温度要求。最后，对所设计的电机车进行了试验分析，仿真和试验的综合结果揭示了制动器设计的合理性。
开发应用
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  基于MEEMD-DHENN的滚动轴承故障诊断

  王晋瑞, 谢丽蓉, 王忠强, 牛永朝

  机械传动. 2018, 42(3): 139-143. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.029

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  针对滚动轴承故障信号非平稳、非线性的特点，提出了把改进的经验模态分解（Modified Ensemble EMD，MEEMD）与双隐层Elman神经网络（Double Hidden-layer Elman Neural Network，DHENN）相结合识别故障类型的方法。用MEEMD选出主要本征模态函数（Principal Intrinsic Mode Function，PIMF），先计算出经补充的总体平均经验模态分解（Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition，CEEMD）得到的各IMF的排列熵值，剔除虚假分量；再对其余分量进行重构用经验模态分解（Empirical mode decomposition，EMD），计算各IMF的方差贡献率，排除贡献率最小的，即为PIMF，经希尔伯特变换求出其能量熵值，构成特征矩阵。构建了双隐层Elman神经网络对故障类型进行识别，通过经验公式与实验得到最佳隐层节点组合，最后与EMD-DHENN和MEEMD-ENN的测试结果相对比，表明基于MEEMD-DHENN识别方法只需迭代26步即可对轴承故障准确分类。
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  一种提高磁齿轮转矩新方法

  井立兵, 张廷, 林颖, 成佳, 解立辉

  机械传动. 2018, 42(3): 144-148. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.030

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  相比机械齿轮接触式传动，磁齿轮是一种结构新颖、具有广阔发展前景的新型传动装置，它利用磁场调制原理实现大转矩传递。在传统磁齿轮结构基础上对内、外转子永磁体进行改进，内永磁体为三角形-扇形相间，内外永磁体均为Halbach阵列。运用二维有限元法对改进型磁齿轮模型进行仿真，并计算磁齿轮电磁场和电磁转矩，同时与传统磁齿轮磁场和转矩进行比较。仿真结果表明，改进型磁齿轮能有效增强气隙磁密幅值，减小气隙谐波含量，同时输出转矩较传统磁齿轮提高。这对同心式磁力齿轮转矩密度的提高研究及应用具有重要意义。
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  基于变分模态分解和ANFIS的齿轮故障诊断

  郑小霞, 贾文慧, 周国旺, 李佳

  机械传动. 2018, 42(3): 149-154. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.031

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  针对齿轮振动信号的传递路径复杂，噪声污染严重，故障特征信息微弱等问题，提出了基于变分模态分解和自适应神经模糊推理系统（Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System，ANFIS）的故障诊断方法。将原始振动信号利用变分模态分解得到不同尺度的本征模态函数后，通过提取各模态函数的排列熵，构造出表征模态分量信息的特征向量，并将提取的特征向量输入自适应神经模糊推理系统进行训练，建立齿轮故障诊断模型。最后通过齿轮实验故障数据对模型进行验证，并与支持向量机（Support Vector Machine，SVM）识别方法进行对比，结果表明，提出方法具有很强的学习能力，能够有效地对齿轮故障进行诊断，提高故障识别的准确率，识别效果明显优于SVM。
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  输出轴转动并往复运动的二维变速箱机理研究及试验

  吴上生, 邓海燕, 邓宏健, 刘亚平

  机械传动. 2018, 42(3): 155-159. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.032

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  研究提出一种输出轴转动并往复运动的新型二维变速箱及传动原理，利用三维造型设计软件Inventor构建二维变速箱物理模型；采用双偏心机构幅值调整方法和偏心轮结构特点，设计往复运动相关部件，重点研究输出轴转动并轴向往复运动的机构工作原理。将二维变速箱物理模型导入Adams中，对其进行运动学分析，得出轴向往复运动部件的运动输出特性；在此基础上试制二维变速箱样机，样机装配在单螺杆挤出机上进行塑料挤出试验，验证了输出轴转动并往复运动的二维变速箱的合理性和可行性。
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  基于ADAMS的一种新型槽轮机构的设计分析

  吴利朋, 王振宏, 贾文博, 王磊

  机械传动. 2018, 42(3): 160-163,184. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.033

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  槽轮机构具有间歇性运动及大传动比的特点，广泛应用于放映机、加工中心、包装机等机械系统中。但是随着转停比的增大，槽数的增加，槽轮机构不能平稳运行。为了解决这个问题，在原有槽轮机构基础上，增加了一个辅助锁止轮，运用SolidWorks三维软件建立槽轮机构三维模型，结合虚拟样机软件ADAMS对槽轮机构进行运动仿真分析，验证并给出了大传动比情况下整个传动过程受控稳定条件。
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  基于MOMEDA和包络谱的齿轮微弱故障特征提取

  武超, 孙虎儿, 梁晓华

  机械传动. 2018, 42(3): 164-168. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.034

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  复合故障下的齿轮微弱故障易被强故障掩盖而出现漏诊现象，对齿轮复合故障下的微弱故障特征提取进行研究。首先采用多点优化最小熵解卷积调整（Multipoint Optimal Minimum Entropy Deconvolution Adjusted，MOMEDA）作为前置滤波器对原信号进行降噪，增强信号中的周期性冲击成分，然后进行Hilbert变换得到包络谱；通过分析其中明显的频率成分识别故障，实现微弱故障特征的提取。仿真信号和变速器故障诊断实例表明，该方法能有效实现齿轮微弱故障特征提取。
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  基于自适应共振解调的齿轮故障诊断方法

  廉朋, 杨建伟, 姚德臣

  机械传动. 2018, 42(3): 169-174. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.035

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  针对传统共振解调技术难以确定带通滤波器参数及受噪声影响较大，诊断效果不佳的问题，提出一种基于EEMD、信息熵和快速峭度图的自适应共振解调方法。该方法通过EEMD方法将故障信号分解成若干个固有模态分量，利用互相关系数方法自适应重构信号以突出故障特征信号，对信息熵最小的固有模态分量进行谱峭度分析，自适应确定带通滤波器的中心频率和带宽，最后对通过滤波的重构信号进行Hilbert包络谱分析。数字仿真实验和实测齿轮故障数据分析结果表明，该方法可以有效突出故障特征信号，证明了该方法的有效性。
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  用于实时系统的双离合自动变速器仿真建模研究

  李占旗, 刘全周, 戎辉

  机械传动. 2018, 42(3): 175-180. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.036

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  针对双离合器自动变速器（DCT）控制单元（TCU）的硬件在环（HIL）测试需求，基于Simulink建立了双离合器自动变速器实时仿真模型，主要包括换挡拨叉位置、两离合器转矩传递、变速器转矩传递和转速计算等模块。在实时仿真模型的基础上开发了功能故障模块，实现对机械故障的仿真。把建立的DCT模型集成到整车系统模型中，并与目标TCU构成闭环系统，对模型进行了在线闭环验证，可以有效满足DCT-TCU的功能策略和功能故障安全策略的测试验证。
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  圆弧导轨姿态模拟转台有限元分析

  岳银鹏, 欧开良, 田野, 贺宾

  机械传动. 2018, 42(3): 181-184. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2018.03.037

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  介绍了一种新型的的圆弧导轨姿态模拟转台，利用ANSYS Workbench软件建立了其有限元模型，并提出了一种适用于有限元程序的轴承等效处理方法。对转台进行静力学分析，得出最大应力和变形，为结构改进和轻量化提供了相关数据。对转台进行了不同姿态下模态分析，得出了固有频率和振型，验证了转台工作上的可靠性。