2022年, 第46卷, 第4期　
刊出日期：2022-04-15

  

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综述
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  齿轮传动齿面摩擦力研究进展

  李学飞, 李纪强, 陈卓, 李志远, 师陆冰, 刘忠明

  机械传动. 2022, 46(4): 1-9. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.001

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  齿面摩擦力对啮合齿轮副的胶合、宏微观点蚀及传动效率有着重要的影响。研究齿面摩擦力的计算与控制方法，对啮合齿轮副的性能优化和效率提升有着显著的工程意义。基于齿面摩擦力的重要作用，国内外诸多学者从摩擦因数计算、齿面摩擦力对啮合齿轮副接触损伤与动态特性的影响等多个方面进行了全面研究，但目前仍未形成统一的计算方法和设计规范，仍存在很多技术研究上的不足，尚难在工程中得到可靠应用。通过归纳总结国内外相关文献，阐述了当前齿面摩擦力的研究现状，梳理了研究中存在的难点及关注热点；同时，对齿面摩擦力的发展趋势进行了一定的预判，以期为今后齿面摩擦力的进一步深入研究提供可以借鉴的技术方向。
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  康复外骨骼机器人在肢体康复中的应用进展

  王开放, 曹慧, 邢蒙蒙, 杨锋, 张俊忠, 马金刚

  机械传动. 2022, 46(4): 10-21. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.002

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  康复外骨骼机器人的适用对象主要是存在肢体活动功能障碍的患者，患者可通过外骨骼阶段性、科学性及精准化的训练来完成康复治疗。但目前市面上康复外骨骼机器人种类繁多、形式各异，分类问题是一个难点。根据康复外骨骼机器人在人体辅助位置的不同，对目前国内外具有代表性的康复外骨骼机器人进行了分类汇总；对康复外骨骼机器人的不同驱动方式进行了详细概述，并分析了不同驱动方式的研究现状；在根据康复治疗的所处阶段采取相应训练模式的角度，重点分析了康复外骨骼机器人的针对性训练模式。对目前康复外骨骼的技术重难点进行总结和展望，旨在为后续康复外骨骼机器人的研究提供参考。
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  大型数控成形磨齿齿面误差控制研究综述

  陈志炜, 丁爽, 宋占群, 王中玉

  机械传动. 2022, 46(4): 22-30,62. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.003

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  相比于蜗杆砂轮磨齿，成形磨齿适用于大直径大模数齿轮的高效磨削，但也存在磨削精度控制难、精密修形难、在机精密检测难等问题。综述成形磨齿齿面误差控制方面的国内外研究和发展，从砂轮修整系统误差、齿轮磨削系统误差以及在机检测系统误差3 个误差源方面对近些年国内外研究成果和存在的问题展开讨论，提出了需要进一步深入研究的方向和内容：构建“砂轮修整-成形磨削-齿面误差在机评估-机床误差逆向溯源-误差跟踪补偿”的闭环磨削系统，实现磨削精度、修形精度的提高；开展齿面误差映射建模、齿面误差在机评估和齿面误差跟踪修正方法研究，优化在机检测和补偿系统。掌握成形磨削误差补偿方面的研究和发展现状，有利于在高精密成形磨齿以及齿轮检测装备的研制过程中实现关键技术突破。
理论研究
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  弧齿锥齿轮不同齿面结构下的稳态温度场研究

  程辉, 李洲洋, 王三民

  机械传动. 2022, 46(4): 31-36. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.004

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  建立了高速重载工况下的直升机主减速器热网络模型，得到弧齿锥齿轮温度场随齿面结构变化规律。对基于主动设计得到的弧齿锥齿轮齿面进行加载接触分析（LTCA）得到齿间载荷，结合摩擦学和传热学得到锥齿轮的摩擦因子和热载荷，研究分析了锥齿轮的齿面接触迹线方向、接触椭圆半长轴长度、传动比的1阶导数的改变对锥齿轮温度场的影响规律。
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  基于遗传特性的谐波齿轮传动迟滞刚度模型及其参数辨识研究

  邱临风, 陈满意, 宋港, 张杰, 杨燃, 张瀚

  机械传动. 2022, 46(4): 37-41,54. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.005

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  迟滞刚度是谐波齿轮传动的固有属性。传统谐波齿轮传动动力学建模时，是将刚度考虑为定刚度或分段定刚度，这样的简化会导致动力学模型精度降低。考虑谐波传动刚度的非线性迟滞特性，提出了一种基于遗传特性的新型谐波齿轮传动迟滞刚度模型，其特点是传动刚度的大小与系统所经历过的状态有关。基于实验数据，利用粒子群算法进行了模型参数辨识。以某型号谐波减速器为实验对象，进行了加载/卸载性能测试。拟合结果表明，所建立的非线性迟滞刚度模型与实验数据高度吻合，相比传统模型，精度大大提高。
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  基于SDT圆度误差模型下滑动轴承油膜特性的研究

  陈振宇, 徐武彬, 李冰

  机械传动. 2022, 46(4): 42-47,117. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.006

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  建立了轴颈存在圆度误差的滑动轴承转子系统动力学模型，基于小位移旋量（Small displacement theory，SDT）理论导出了新的广义圆度误差方程，并在Swift-Stieber边界条件下对雷诺方程进行数值求解，着重分析了基于SDT 表征的圆度误差旋量参数d_x对滑动轴承油膜压力、承载能力、临界转速以及稳定性的影响。研究结果表明，圆度误差旋量参数会改变最大油膜压力，而且油膜压力会随着旋量参数的增大而增大；此外，轴颈圆度误差的存在会在一定程度上有利于滑动轴承转子系统的承载能力及稳定性，且随着圆度误差旋量参数的增大，其促进作用更加明显；其中，当偏心率ε< 0.8 时，轴颈圆度误差对系统承载能力的影响更加明显，当Sommerfeld 数S> 0.6 时，轴颈圆度误差对稳定性的影响较小；同时，系统的临界转速也会随着旋量参数的增大而增大，特别是在偏心率ε> 0.6时，增大现象更加明显。
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  基于APF-RRT的双机械臂动态避障路径规划

  彭鹏, 张志安, 黄学功

  机械传动. 2022, 46(4): 48-54. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.007

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  针对传统人工势场法（Artificial potential field method，APF）在6 自由度双机械臂系统避障路径规划中容易陷入局部极小值这一缺陷，提出了一种改进APF与改进快速扩展随机树算法（Rapidly-exploring random trees，RRT）相结合进行避障路径规划的方法。分析了双机械臂的工作空间，确认了双臂干涉的可能性。对于双机械臂的路径规划，利用改进后的APF 对主机械臂进行路径规划，并将其作为从机械臂的动态障碍物，为从机械臂规划运动路径；利用改进后的RRT 自适应地选择临时目标点，解决了从机械臂路径规划时陷入局部极小值的问题；利用改进的APF 对从机械臂的剩余路径进行了规划。仿真分析表明，改进后的APF-RRT算法能比传统算法更加快速准确地解决双臂系统的避障路径规划问题。
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  随机扰动下考虑搅油阻力的齿轮动力特性分析

  刘文宇, 孙永国, 于广滨, Valerii Tupolev, 刘伟

  机械传动. 2022, 46(4): 55-62. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.008

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  搅油润滑是齿轮系统一种重要的润滑方式，由于润滑油的黏弹性会使浸入其中的齿轮在高速运转时获得额外的阻力，且齿轮系统由于自激振动等因素，时刻存在一些不确定的扰动。因此，综合考虑啮合间隙、时变啮合刚度、传动误差、随机扰动以及搅油阻力等非线性因素，通过拉格朗日法建立了6 自由度的直齿轮非线性动力学模型，运用龙格-库塔方法求解得到系统的分岔图、相图、Poincarè 图、时间历程图和动态载荷系数（Dynamic load factor，DLF），综合分析对比了随机扰动下搅油阻力对齿轮系统动态特性的影响。结果表明，随机扰动会使系统的混沌特性发生变化，相图的表现尤为明显，轨迹形状不变，但周期性受到明显影响，周期运动转向准周期运动；在以随机扰动为正常工作状态的条件下，搅油阻力会使得系统提前进入混沌状态。
试验分析
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  离合器带排转矩对液压机械无级变速器效率的影响分析

  柴蓉, 张明柱, 王建华, 贾方

  机械传动. 2022, 46(4): 63-67,94. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.009

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  为研究多离合器对液压机械无级变速器（Hydro-mechanical continuously variable transmission，HMCVT）传动效率的影响，针对变速器中包含多个湿式摩擦离合器构成闭式回路的结构特征，分析了离合器带排转矩对液压机械无级变速器效率特性的影响。通过对影响传动效率的离合器分离阶段所产生的带排转矩的分析与计算，建立了闭式回路中离合器分离阶段的动力传递计算模型，推导出闭式传动中离合器带排转矩造成的功率损失计算公式，进而推导出传动系总效率的计算方法，通过实例计算表明了HMCVT中的多个摩擦离合器的带排损失对其传动效率的影响较大。
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  直升机尾传动轴临界转速计算方法及影响因素研究

  倪德, 段铖, 曹苗飞, 魏静

  机械传动. 2022, 46(4): 68-72. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.010

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  对于新研制的直升机传动轴系，设计阶段通常要进行多种方案对比与影响参数分析，以获得相对较优的设计方案，但采用有限元法计算工作量较大、计算效率偏低，亟需一种快速且精确的直升机传动轴临界转速分析方法。以某直升机尾斜轴为研究对象，建立了综合考虑弯矩、横向位移、剪切变形、转动惯量、陀螺力矩和轴向力等因素影响的尾传动轴临界转速的计算模型，推导出临界转速计算公式。通过对比多种分析模型的计算结果，获得了各个影响因素对直升机尾传动轴临界转速的影响规律，并给出了选用直升机尾传动轴临界转速分析方法的建议。
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  基于SPS与CNN的行星齿轮箱故障特征提取与诊断研究

  郑攀, 周建华, 高素杰, 陈奔, 刘祥雄, 巫世晶

  机械传动. 2022, 46(4): 73-79,147. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.011

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  针对行星齿轮箱结构和运行工况复杂，导致信号故障特征提取困难的问题，通过分析行星轮系振动机理，初步推导出含故障齿轮箱振动信号频谱特征；运用谐波乘积谱（Harmonic product spectrum，HPS）与边带乘积谱（Sideband product spectrum，SPS）的方法，在噪声干扰以及故障冲击不明显的条件下，准确提取到了仿真信号的故障特征频率。进一步采集不同运行工况、不同故障状态下的行星齿轮箱振动信号，将提取后的故障特征输入到卷积神经网络中进行故障识别，成功获取到齿轮箱的故障信息，证明了该方法在行星齿轮箱故障诊断方面的可行性。
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  人字齿轮传动系统动力学建模与仿真分析

  钱露露, 娄鹏, 冯金, 黄钟韬, 罗健

  机械传动. 2022, 46(4): 80-88. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.012

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  以某人字齿轮传动系统为研究对象，提出了一套齿轮系统级动力学建模和仿真分析的方法。基于有限元节点法建立考虑刚性转子-轴-轴承-齿轮啮合作用的动力学模型，分析系统的共振转速，与实验结果进行对比，验证了有限元节点法模型的可靠性和局限性；基于节点法齿轮啮合作用建模方法建立三维有限元模态分析模型，分析了齿轮系统的固有频率和振型；最后，结合模态分析和响应分析，与实验结果进行对比，判断实验共振原因，实现共振定位，为实验减振避振提供了方向。
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  UPS/UPR/SP并联机构的逆运动学与可达工作空间分析

  李龙飞, 赵耀虹, 孙斌, 李瑞琴, 庞国旺

  机械传动. 2022, 46(4): 89-94. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.013

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  针对于当前货物分拣费时、费力、准确度低等问题，提出了一种UPS/UPR/SP 并联机构，考虑将其应用于包装分拣领域以解放双手。首先，采用螺旋理论分析了UPS/UPR/SP 并联机构的自由度，并基于改进的Kutzbach-Grübler 公式对该机构的自由度进行了分析和验证；然后，采用粒子群优化算法（Particle swarm optimization，PSO）以及封闭矢量法对该机构的位置正逆解进行求解，并运用极限搜索法在Matlab 软件中求解出该机构的可达工作空间；最后，将该机构具体应用于位置累计精度要求高的快递分拣工作中。结果表明，UPS/UPR/SP 并联机构具有二转动一移动3个自由度，动平台末端运动精确，工作空间连续且无间断；研究的机构运动灵活，完全满足快递物流的货物分拣工作。
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  基于齿轮系统啮合错位量的修形优化分析

  张鑫, 刘欣荣

  机械传动. 2022, 46(4): 95-100,142. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.014

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  综合考虑齿轮箱、轴系的支撑变形及齿轮传动热变形，计算得到齿轮啮合错位量。利用有限元软件对齿轮箱进行受力分析，同时对齿轮副进行承载接触分析，通过力学原理及有限元节点法计算齿轮轴节点位移；计算齿廓接触线热变形量，并通过有限元热弹耦合作用，分析热变形对齿轮齿面接触位移变化的影响；对齿轮进行修形优化并对比了其实验结果。结果表明，齿轮系统啮合错位量受其各部件变形的综合影响；利用齿轮修形优化，有助于减小齿轮系统啮合错位量，并可降低齿轮轴偏移量和齿轮传动误差幅值，提高齿轮传动的稳定性与可靠性。
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  高速轴承内外圈沟道曲率半径对工作温升影响的试验研究

  林海波, 杨建西

  机械传动. 2022, 46(4): 101-105. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.015

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  轴承的温升及温度分布状态直接影响着轴承的工作性能和使用寿命。针对深沟球轴承在工作状态下的温升特性进行了研究。通过对沟道曲率半径、弥合度等参数对球轴承生热影响的分析，提出通过对轴承结构的改型设计，优化内圈沟道圆弧半径（内沟道曲率半径）和外圈沟道圆弧半径（外沟道曲率半径）等尺寸参数的方法，并用试验法得出了内外沟道曲率半径系数分别与轴承压力不同沟道曲率半径和转速下轴承工作温度的关系。结果表明，内、外圈沟道曲率系数对轴承工作温升影响较大。该研究为优化轴承内外沟道与相应钢球接触的最佳匹配性，实现轴承工作面润滑更加充分，进一步改善其散热条件，并减小滑动摩擦，降低轴承的摩擦力矩和噪声，从而实现轴承的高转速、高效率、低功耗、低噪声提供了参考。研究结果对高速深沟球轴承参数优化具有指导意义。
设计计算
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  折纸启发的折叠式柔性关节及步行机器人设计

  江新阳, 许勇, 刘佳莉, 施浩然, 贾云博, 杜静恩

  机械传动. 2022, 46(4): 106-117. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.016

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  基于折纸折叠原理启发的新构型的开发与应用日益成为相关领域的研究热点，其中，平面折痕的设计、三维形体的折叠、构型的运动特点、自由度及与之相配合的驱动设计都是需要解决的问题。首先，在经典的Water-Bomb折纸基本单元的基础上设计出具有单自由度的非汇交折叠单元的平面折痕，将基础折痕进行组合设计以及三维折叠设计，得到两种具有一定刚度且可实现折叠运动的立体单元：可折叠式移动副、可折叠式转动副。同时，由可折叠式转动副启发设计出一种可与基础非汇交单元相配合的软体驱动，并与两种立体单元进行组合，实现了对立体单元的稳定控制；在实验中发现，软体驱动对立体单元输入角的控制可同时控制立体单元的刚度。将两种立体单元进行串联，设计出能够实现完整跨步行走动作的折纸腿及步行机器人，并实现了机器人的行走仿真实验及跨越阶梯实验，得到折纸腿在跨越阶梯时的最大裕度，验证了两种变刚度单元在行走、跨步过程中的特殊性能。
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  输电铁塔攀爬机器人夹持机构设计

  王丽君, 王儒轩, 王洋滨, 李相阳, 张志广, 李立建

  机械传动. 2022, 46(4): 118-126. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.017

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  针对输电铁塔危险部位的检修工作，设计了一种新型攀爬机器人；根据攀爬机器人的运动环境和夹持方式，设计了一种由磁吸附和机械夹持结合的复合结构，以保证夹持的可靠性和准确性。该夹持手爪由一个电机驱动，通过齿轮传动带动螺旋升降机上下运动，从而实现爪部对角钢的夹紧；同时，通过电磁铁吸附角钢，实现对角钢的双重夹持，可有效抵御攀爬机器人在铁塔上的坠落危险。介绍了夹持机构的设计过程，建立夹持机构的三维模型，对其进行了静力学分析和仿真；并通过实验验证了其合理性。
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  一种可重构四足移动机器人的几何约束及其抗倾覆能力

  柴超, 李瑞琴

  机械传动. 2022, 46(4): 127-134. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.018

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  提出了一种在倾倒后具有自我恢复能力的四足并联移动机器人。该四足机器人的腿部结构由一种可重构空间六杆机构构成，该六杆机构由两个改进型球面五杆机构并联而成，具有两种不同的运动位形。其中，运动位形Ⅰ具有1R2T共3个自由度，满足四足机器人对腿部行走机构的自由度需求；运动位形Ⅱ具有2 个自由度且工作空间很大，满足其翻身所需要的工作空间条件。运用螺旋理论对球面五杆机构和可重构六杆机构的两种运动位形进行了几何约束分析，这两种运动位形具有互锁性能。运用D-H 法对可重构六杆机构进行了逆运动学分析并得到其工作空间，验证了四足机器人翻身的可实现性。分析了四足机器人在翻身时的步态，得出了其在倾倒后自我恢复时腿部电机转动角度与机器人机身重心的关系。在四足机器人的翻身过程中，其腿部的可重构六杆机构均处于运动位形Ⅱ。在Adams软件中验证了预设翻身步态的正确性与合理性。
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  含有复合铰链的闭链八连杆足式机器人设计与分析

  张昊, 秦建军, 刘兴杰, 江磊

  机械传动. 2022, 46(4): 135-142. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.019

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  针对八连杆机器人腿部构型数学模型参数多和建模分层复杂的不足，提出了一种含有复合铰链的最简八连杆腿部机构。在保持闭环运动链特性的情况下，对一般八杆运动链进行局部收缩，得到了最简八杆运动链；以其中一种最简八连杆机构为基础构型，进行了机器人腿部机构设计。采用末端轨迹曲线任务点法对腿部构型进行尺寸计算，并利用矢量环法对确定参数的腿部机构进行了运动学分析。建立机器人整机仿真模型，基于Adams 软件，采用对角小跑步态进行了典型地面环境的行走仿真分析。在此基础上搭建一台样机，在实际路面上进行适应性行走测试，验证了该构型的可行性，同时证实了最简八连杆机构数学参数少和分层简单的优点。
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  齿轮泵无困油摆线齿廓的逆向设计与低脉动措施

  夏云才, 郝海滨, 毛银

  机械传动. 2022, 46(4): 143-147. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.020

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  为解决齿轮泵困油现象和流量脉动大的结构性问题，基于摆线齿轮的传动优势和圆摆线的成形原理，以最能体现齿轮泵性能的齿数和滚圆半径系数为构造参数，以齿顶圆心角、齿顶半径系数和齿顶压力角为功能参数，逆向构建出重合度为1 的摆线齿廓，并通过双齿轮副构造和脉动系数最小化的两大措施，解决了原有单一齿轮副流量脉动大的结构性问题。结果表明，摆线齿廓逆向设计方法简单、结果精准，能被一般工程技术人员直接采用；单一齿轮副的重合度为1，可确保齿轮泵的无困油现象；双齿轮副轴向π/齿数的错位装配易于实现，轴向综合重合度为2，可确保摆线齿轮副的传动平稳性；最小齿数为6 且不存在根切现象，双齿轮副较单一齿轮副具有75%左右的脉动改善率，基于脉动最小化的最佳摆线齿廓参数可直接应用于生产实践。为摆线齿轮泵无困油低脉动的进一步研究与开发提供了理论基础。
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  面向码垛应用的变胞机构设计与尺度分析

  陈辉庆

  机械传动. 2022, 46(4): 148-153,176. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.021

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  针对单一重复和多样的码垛工作任务，设计了一种能实现多自由度构态和1 自由度构态运动的变胞码垛机器人机构，该机构可由多自由度构态调整为1自由度构态，通过1自由度构态实现工作空间内任意两点的移动。将机构分为本质支链和支撑支链，提出了对该机构进行尺度计算的方法。首先，针对工作空间对本质支链进行尺度优化，得到该支链的尺度参数；再根据1 自由度构态将实现工作空间任意两个固定点的移动条件和构件尺度范围作为约束条件，计算得出支撑支链的尺度参数。进行了算例分析，得到该机构合理的构型及其尺度参数。研究工作为基于实际应用的变胞机构尺度分析提供了参考。
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  NN减速器传动比的搜索方法

  林逸飞, 赵洪华, 王洪凯, 胡岩, 鲁守银, 张辉

  机械传动. 2022, 46(4): 154-158. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.022

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  NN 减速器传动比的分布具有离散性、非线性的特点，配齿方法决定了NN 减速器的体积和传动的稳定性。在之前的研究中，大多数学者尝试找出影响传动比变化的关键参数及潜在规律，但提出的搜索方法复杂且配齿方法单一。为此，提出了一种基于改进差分进化算法的传动比搜索方法。分析了传动比问题中齿数的约束变量，利用四重循环逻辑对传动比及其配齿方法在指定范围内进行全局搜索；改进自适应差分进化算法，在进化的各个时期根据最优性状的变化过程适时调整变异算子，提出了基于最优性状变化的强制干预差分进化算法。以求解最大传动比为例，以全局搜索结果为依据，验证了利用改进差分进化算法解决NN减速器传动比问题的可能性。
开发应用
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  基于恒切削力约束的非圆齿轮插齿工艺优化研究

  肖绍东, 韩江, 夏链

  机械传动. 2022, 46(4): 159-164. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.023

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  针对当前非圆齿轮插齿加工效率低、切削力波动大的问题，在对插齿切削力建模，建立切削力与切削面积的关系的基础上，提出了一种基于恒定切削力约束的圆周进给量优化方法。以提高工件的加工效率并减少切削力的波动为优化目标，以机床参数和恒定的切削面积为约束，并以节曲线曲率半径为分段依据，建立了变圆周进给量优化模型。通过3 阶椭圆齿轮插削实例分析，验证了变圆周进给优化模型的有效性；采用分段优化，避免了各运动轴速度的频繁剧烈变化，实现了非圆齿轮插齿加工工艺参数优化。
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  时效硬化渗氮齿轮钢及深层渗氮工艺

  卢金生, 杜树芳

  机械传动. 2022, 46(4): 165-170. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.024

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  为了满足大型高速重载齿轮的要求，开发了一种时效硬化型渗氮齿轮钢20CrNi3Mn2Al及其深层离子渗氮工艺。材料在空冷固溶处理状态下硬度为283～332 HBW，可保证具有良好的切削加工性，采用520～540 ℃变温深层离子渗氮工艺处理后，表面硬度高，化合物层薄，硬度梯度平缓；表面以下0.1 mm 处硬度大于900 HV，0.4 mm 处硬度大于600 HV，渗氮层深大于0.6 mm，基体硬度升至400～450 HV。可用于制造高速重载精密齿轮，部分替代渗碳齿轮，省去渗碳和油淬工序，简化了工艺，减少了畸变。
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  链轮闭式模锻成形模具齿形型腔精确设计方法

  戴龙杰, 刘毅, 谢爱军, 葛喜庆, 王广春

  机械传动. 2022, 46(4): 171-176. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.025

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  链轮是最基本的机械零件之一，在链传动装置中起着传递动力及运动的作用。目前链轮的齿廓多采用锻坯切削方式加工，存在切削余量大、材料利用率低、生产效率低及力学性能下降等问题。提出采用闭式模锻工艺直接成形链轮齿形，以实现锻件齿廓不再切削加工而直接达到链轮产品对齿廓尺寸的精度要求；考虑影响锻件尺寸的若干因素，给出了链轮闭式模锻成形模具齿形型腔精确设计方法。采用齿廓型腔尺寸精确设计的成形模具进行了某型号链轮闭式模锻成形实验，并与常规设计进行了对比。结果表明，所建立的链轮闭式模锻成形模具齿形型腔精确设计方法具有较高的准确性，能够实现链轮齿形不再加工的模锻成形精度要求。本文中建立的齿廓型腔尺寸精确设计方法可为其他齿类锻件精密模锻模具齿廓型腔的精确设计提供参考。