2023年, 第47卷, 第5期　
刊出日期：2023-05-15

  

• 全选
  |

理论研究
• Select
  新型IDG不同阻尼液黏度控制齿轮轴系振动噪声的试验研究

  张翼鹏, 何立东, 侯启炀, 李耕

  机械传动. 2023, 47(5): 1-6. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  开发设计了一种新型整体式阻尼齿轮（Integral Damping Gear，IDG），研究IDG 不同阻尼液黏度对齿轮传动系统减振降噪特性的影响规律。建立了IDG 减振力学模型，分析了IDG 控制齿轮系统振动的有效性；搭建一级直齿圆柱齿轮传动系统试验台，对普通圆柱直齿轮系统和不同阻尼液黏度的IDG 系统支承处的振动进行了对比。结果表明，IDG 能够有效控制齿轮传动轴系的振动；在本试验所用的阻尼液黏度范围内，随着IDG 所用阻尼液黏度的增大，齿轮轴系的振动逐渐减小，最大黏度下的IDG 平均减振幅度大于50%；同时，IDG 能够有效降低齿轮系统的噪声，最大黏度下能够降低7.6 dB（A）的噪声，进一步说明IDG 具有优良的减振降噪特性，可保证齿轮传动系统的平稳运行。研究为齿轮系统的减振降噪提供了一种新思路。
• Select
  含间隙渐开线花键副动力学建模与实验研究

  王晓蕊, 李兵, 苗慧慧

  机械传动. 2023, 47(5): 7-11. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  渐开线花键在特种车辆传动系统中应用广泛，现阶段研究通常忽略间隙影响将花键副视为刚性连接，对于传动系统等动态特性要求较高的环境，花键副界面接触状态直接影响传动系统的特性。考虑花键副的配合间隙采用悬臂梁模型计算花键单齿啮合刚度，建立了渐开线花键副弯-扭耦合模型，通过龙格库塔法求解并搭建花键副动力学实验台，验证了解析模型的正确性，分析了加速度频谱特性。研究结果发现：在不同的转频下，理论与实验结果一致，证明了模型的有效性；随着配合间隙的增大，花键副各齿受力减小，且同一间隙量下各齿受力不均匀。提出的动力学模型分析方法可为间隙配合渐开线花键副界面接触特性研究提供基础。
• Select
  分体式链轮体的受力分析研究

  翟红升, 徐颖杰, 岳修任, 徐文博, 李志胜

  机械传动. 2023, 47(5): 12-18. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目前，国内外链轮体的主要结构形式普遍采用整体式结构，但整体式链轮轴组换向、维修困难；相对而言，分体式链轮轴组在维修成本及便利性方面有极大的优势。为此，根据经典理论力学原理，对新型结构的分体式链轮体进行受力分析研究，采用材料力学计算理论进行强度校核计算，并与有限元分析计算结果进行比较验证，得到分体式链轮体连接结构设计的校核计算方法。文中提出的分体式链轮受力分析研究方法，可以为连接设计计算和有限元分析提供必要的载荷和约束条件。分体式链轮通过在上、下链轮体之间设置圆柱销来传递转矩，能够保证现有大功率重型刮板机链轮轴组在安装空间受限、连接螺栓数量有限情况下的连接可靠性，为今后类似链轮体的设计提供了参考依据和理论指导。
• Select
  时变摩擦因数对齿面接触疲劳寿命的影响研究

  李学飞, 李纪强, 陈卓, 李志远, 师陆冰, 刘忠明

  机械传动. 2023, 47(5): 19-25. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  齿面摩擦力对齿面接触应力和接触疲劳寿命有着重要的影响。在对齿面接触疲劳寿命预估时，常忽略齿面摩擦力的影响，不利于齿面接触疲劳寿命的准确预估。为了准确预估齿面接触疲劳寿命，根据18CrNiMo7-6 齿轮材料的齿面接触疲劳试验数据，基于三参数威布尔分布和名义应力法对R-S-N 曲线进行拟合，在齿面接触应力的计算中引入时变摩擦因数，分析了时变摩擦因数对齿面接触疲劳寿命的影响，并通过齿面接触疲劳试验进行了验证。结果表明，由于时变摩擦因数的影响，采用传统的名义应力法所估计的齿面接触疲劳极限偏大，且随着应力的增大，摩擦因数对齿面接触疲劳寿命的影响呈减弱趋势。
• Select
  基于正交试验的齿轮修形对RV减速器降噪研究

  刘文川, 张迎辉, 何卫东

  机械传动. 2023, 47(5): 26-31. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对RV 减速器运转过程中产生的噪声问题，对渐开线齿轮和摆线齿轮进行齿面修形，基于经验修形公式得到其修形量，建立正交试验表，以RV110E 型减速器为研究对象，基于Recur-Dyn软件得到减速器在不同修形下的噪声值。结果显示，对于渐开线齿轮修形，RV 减速器的降噪效果显著，最大噪声值减小了7.78 dB（A）。利用Romax 软件建立RV110E 型减速器虚拟样机，导入渐开线齿轮修形参数，对比修形前后的仿真结果可知，组合修形后的渐开线齿轮传动误差减小，齿面单位长度载荷峰值减小，齿面偏载问题和噪声均得到改善，有效提高了减速器的传动平稳性。研究结果对不同型号的RV减速器齿轮修形有一定的借鉴意义。
设计计算
• Select
  一种3K-H行星轮系自锁与效率最大化设计

  黄君鹏, 孔建益, 孙伟, 邢星奥, 李宝怡

  机械传动. 2023, 47(5): 32-37,61. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  行星轮系主要用于动力传递，研究其自锁及效率具有重大意义。针对一种3K-H 型行星轮系进行了自锁分析与效率最大化设计。首先，运用传动比法对该轮系正反机构效率进行了计算；然后，对该行星轮系效率总结出了一个统一公式，并且通过Matlab 软件绘制了效率曲线；接着，分析了该行星轮系效率变化的趋势以及能够实现自锁的条件；最后，研究了在保证自锁条件下如何实现其相反机构效率最大化的设计。
• Select
  基于Adams的自行走式缠绕包装机器人包装膜固定装置的设计与运动学仿真

  石亚磊, 王良文, 刘一扬, 李伟玮, 李飞飞, 李梓鹏

  机械传动. 2023, 47(5): 38-44. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  缠绕包装广泛应用于物流运输包装中。开发自行走式缠绕包装机器人可以显著推升行业的技术进步，而开发该机器人的关键是包装膜固定装置的设计。提出了一种用于自行走式缠绕包装机器人的包装膜固定装置，包括气缸驱动关节臂、夹持翻转机构、压带切断机构、胶带展开机构等。在根据工作要求进行机构设计的基础上，采用SolidWorks 对结构进行三维建模，并通过Adams 对其进行多体运动学分析，验证了机构的可行性。仿真结果表明，夹头的运行轨迹符合规划路径，达到了设计要求。研究为后续缠绕包装机器人的实用化提供了依据。
• Select
  一种旋转型弹性驱动器设计及动力学性能仿真分析

  王才东, 王翊臣, 朱建新, 胡亚凯, 刘晓丽, 董祥升, 王新杰

  机械传动. 2023, 47(5): 45-50. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为提高柔性机器人的运动性能，设计了一种基于弧形螺旋弹簧的旋转型串联弹性驱动器，采用多级回转轴承组合结构，将刚度不同的弹簧内外双层串联，实现关节的大范围柔性输出。建立弹性驱动器动力学模型，采用反演控制方法，设计了弹性驱动器柔性关节控制器；采用Matlab 和Adams 软件进行联合仿真，对外力干扰下柔性关节的动力学性能进行了仿真分析。结果表明，控制器能够克服干扰力使柔性关节在0.59 s 内恢复平衡状态，验证了所设计弹性驱动器结构和控制规律的有效性。
• Select
  基于TRIZ理论苹果采摘机器人的设计与分析

  桓源, 任工昌, 孙建功, 徐若萱

  机械传动. 2023, 47(5): 51-56. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对现阶段人工采摘苹果效率低、劳动强度大、采摘设备功能单一的问题，以TRIZ理论为基础，通过发明原理的启发，对苹果采摘机器人的末端执行器、运输装置、收集箱和其他结构进行了创新设计，设计出一款集采摘、收集、分拣功能于一体的机器人。建立采摘机械臂的D-H模型，运用Matlab 对机器人的工作空间进行了分析；通过Adams 对机器人采摘过程进行运动仿真，并制作1∶3 实验样机，对各部分功能可行性进行了验证。结果表明，该机器人的各部分功能完善、设计合理、运行可靠、满足使用需求，为后续机器人的进一步研制和改进提供了理论支撑。
• Select
  湿式摩擦离合器多目标优化设计

  蒋凯, 李华, 陈思, 李石磊, 任荣智

  机械传动. 2023, 47(5): 57-61. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  湿式离合器的带排转矩影响传动装置的效率，离合器的接合转矩影响传动装置的可靠性，但在通常情况下，降低带排转矩和增大接合转矩是相互矛盾的。以湿式摩擦离合器为研究对象，以湿式离合器摩擦片内径、外径、径向槽深、径向槽宽和径向槽数、摩擦副间隙为优化设计变量，以离合器的带排转矩最小和接合转矩最大为优化目标，建立优化设计数学模型，给出了Matlab 的优化工具箱求解方法；并以某压裂车变速箱离合器为实例，进行了多目标优化设计。优化后带排转矩减小了31.67%，接合转矩增加了33.51%。结果表明，所提优化方法有效，可为湿式离合器的摩擦片结构设计与参数优化提供理论参考。
• Select
  基于修正的G-K公式的组合机构自由度的计算

  许兆棠

  机械传动. 2023, 47(5): 62-66. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  用修正的Grübler-Kutzbach 的机构自由度计算公式，计算组合机构的自由度，有时会产生错误的结果。为了正确计算组合机构的自由度，并考虑计算组合机构自由度的方法便于工程技术人员学习和应用，根据修正的Grübler-Kutzbach 的机构自由度计算公式，导出组合机构自由度的计算公式，得到机构自由度的一般计算公式；提出计算组合机构自由度的注意事项，给出了组合机构划分为基本机构的方法，并给出了算例。修正的Grübler-Kutzbach 的机构自由度计算公式只能用于1个基本机构的自由度计算及各个基本机构的公共约束相同的机构自由度计算；对于一般的组合机构，要用组合机构自由度的公式计算其自由度。组合机构自由度等于各个基本机构自由度的和。
• Select
  自适应管径全驱式管道机器人结构设计与分析

  郑立康, 冯永利, 李占贤, 刘振华

  机械传动. 2023, 47(5): 67-73. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.012

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对管道焊接完成后内部情况无法通过人力检测的问题，提出了一种可在焊接管道内自主检测的管道机器人。该机器人能够自主适应管径的变化，以解决当前机器人通过人为控制支撑机构造成的控制复杂、控制精度不高等问题。首先，给出了管道机器人的设计需求，介绍了管道机器人整体结构与工作原理；然后，对机器人的支撑机构进行了方案设计和受力分析，分析了管道机器人整体结构的几何约束以及在弯道中的运动约束；最后，基于Adams 软件对提出的方案进行仿真实验，验证了其在管道内的通过性。
试验分析
• Select
  35型齿轮长环形齿条抽油机传动机构力学分析

  彭振华, 丁雯, 任向海, 高雷雷, 徐海英, 王泽楠, 王旱祥, 张辛

  机械传动. 2023, 47(5): 74-81. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.013

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对目前电潜泵深井开采存在作业周期短、能耗高等问题，以适用于深井开采的一种新型35 型抽油机为研究对象，对其齿轮-长环形齿条传动机构进行了力学分析。建立了传动机构换向过程的力学模型，获得了换向过程中齿轮长环形齿条的受力变化规律；采用Adams 对抽油机运行过程进行了动力学仿真，研究了传动机构及多组滚轮在抽油机整个运行过程中的动力学特性，并分析了动力对抽油机运行状态的影响。结果表明，换向过程中传动机构受力随齿轮位置发生变化；上下冲程过程中长环形齿条受力大小和方向不同；齿条箱存在绕自身x 轴、y 轴、z 轴翻转的状况；气平衡配重7 t为抽油机最优配重。研究结果可为该抽油机零部件的进一步改进优化提供理论参考。
• Select
  基于多元退化数据的RV减速器可靠性评估

  李金峰, 杨翊坤, 王西峰, 姚良博, 肖建明

  机械传动. 2023, 47(5): 82-87. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.014

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对RV 减速器的可靠性评估需求，结合减速器传动误差及回差的性能退化试验数据，分别建立了可用于描述减速器性能退化过程的Gamma过程传动误差及回差退化模型，利用最大似然估计法对退化模型参数进行估计。以上述两种模型作为一元边缘分布函数，通过Copula 函数建立了RV减速器二元退化模型，并对该减速器的可靠性及预期失效寿命进行了评估。结果表明，基于传动误差和回差退化模型的可靠度评估结果与试验结果基本一致，模型能够较为准确地描述RV 减速器的性能退化过程。Gaussian Copula函数较适合描述RV减速器二元退化指标间的相关性；采用该函数可得出该工况条件下RV减速器在任意可靠度时的预估失效寿命。
• Select
  万向节轴承接触强度数值优化方法及试验验证

  牛杰, 叶连强, 董小忠, 高天芬, 顾福祥

  机械传动. 2023, 47(5): 88-97. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.015

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对某重型万向节轴承寿命不足的情况，以接触强度分析为核心，分析了万向节轴承外圈底部支撑对接触强度的影响，认为万向节轴承强度数值计算模型应考虑外圈的支撑作用。通过3种滚针直径下多组凸度与锥度优化对比分析发现，相对于滚针凸度量与凸度长度，轴颈锥度对万向节寿命影响最为敏感；不同设计参数下，轻载与重载对轴承强度的影响趋势不完全相同，应根据实际承载情况进行针对性分析。优化结果表明，滚针轴承接触应力降低18.4%，万向节轴承试验寿命最小值提高28.6%，最大值提高61%，表明了万向节滚针轴承寿命与结构参数的非线性关系，也表明了以万向节接触强度分析为核心的优化模型和分析方案的正确性。研究对带有滚针凸度和轴颈锥度的万向节寿命优化方法有很好的参考意义。
• Select
  基于Workbench的齿轮稳态温度场和传动误差分析

  郭恒, 刘卓婷, 孙玉玖, 汤洁

  机械传动. 2023, 47(5): 98-104. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.016

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于Workbench 建立了齿轮温度场和传动误差有限元分析模型，对不同转速和转矩齿轮温度场、不同转速和不同温度下齿轮传动误差进行了分析。通过Ansys的Workbench对齿轮温度场进行仿真，得到齿轮温度场和齿轮啮合线温度场分布结果；把温度结果作为载荷，通过间接耦合的方法应用于齿轮传动误差仿真研究中，得到齿轮传动误差仿真结果。结果表明，随着齿轮转速和转矩的增加，齿轮温度整体呈现出上升趋势；齿轮转速、转矩分别与齿轮啮合线温度变化量近似呈现出线性关系。齿轮传动误差仿真分析中，随着齿轮转速和温度增加，齿轮传动误差曲线分别上移和下移，但齿轮传动误差曲线峰谷值变化不大；齿轮转速、温度分别与齿轮传动误差变化量近似呈现出线性关系。
• Select
  基于GISFD的斜齿轮轴系减振实验研究

  朱港, 何立东, 闫伟, 贾兴运

  机械传动. 2023, 47(5): 105-112. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.017

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  齿轮是机械传动装置中的重要元件，但是，齿轮传动产生的振动和噪声会危害到传动设备的正常运行，严重时甚至会造成设备损坏。为了减小和隔离斜齿轮轴系的振动，提出了一种结构新颖的G 型整体式挤压油膜阻尼器（G-type Integral Squeeze Film Damper，GISFD），探究了GISFD 对斜齿轮的振动特性影响。搭建基于GISFD 的一级斜齿轮试验台，开展了GISFD 对斜齿轮轴系的减振实验。此外，还进行了GISFD 对齿面磨损斜齿轮的振动抑制实验。结果表明，GISFD 对不同转速下斜齿轮轴系有较好的减振效果，在1 200 r/min 时，GISFD 对斜齿轮主从动轴的振动降幅最高可以达到59.61%；同时，GISFD 可以抑制斜齿轮啮合频率及其2 倍频处的振动，振动降幅最高可以达到85.71%；GISFD 对磨损斜齿轮也有较好的振动抑制效果，主动轴水平方向振动降幅在1 200 r/min 时可以达到83.99%。
• Select
  弧齿锥齿轮系统级模态分析方法研究

  钱露露, 娄鹏, 章焕章, 罗健

  机械传动. 2023, 47(5): 113-120. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.018

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以某航空发动机弧齿锥齿轮箱为研究对象，提出一套锥齿轮系统级模态分析的方法。首先，基于设计参数和加工参数得到精确齿面的弧齿锥齿轮副三维模型，对齿轮系统进行静力分析，确定齿轮副正常接触；然后，进行预应力模态分析，得到齿轮系统的模态，与试验结果进行对比，判断计算方法的准确性和有效性；最后，根据工程实践，分析不同接触面和不同载荷对系统模态的影响。结果显示，基于精确齿面的预应力模态分析方法可用于锥齿轮系统级模态预测；系统模态对接触面的敏感性较强，对载荷的敏感性相对较弱，在一定范围内可以忽略载荷的影响，但需对不同接触齿面分别进行模态分析。
• Select
  斜撑式超越离合器接触分析

  杨红图, 高鹏, 闫卫平, 王永辉, 杨敏

  机械传动. 2023, 47(5): 121-127. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.019

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  斜撑式超越离合器在航空发动机和直升机传动系统上广泛应用，针对其接触特性进行研究，对设计高可靠性的斜撑式超越离合器有重要的意义。基于Hertz接触理论，研究了转矩、摩擦因数对斜撑式超越离合器接触特性的影响，通过有限元法研究了斜撑式超越离合器的动态接触特性。结果表明，考虑摩擦力的情况下，斜撑块与内外环接触时会同时发生滚动和滑移；斜撑块与内外环的接触应力呈偏心率较大的椭圆状分布；斜撑块与内外环的接触应力沿斜撑块长度呈开口向下的抛物线形状分布；最大接触应力不能反映转矩对接触应力的影响；超越离合器传递的转矩与其扭转角正相关；摩擦因数不影响最大接触应力和超越离合器的扭转角；摩擦因数与接触滑移量呈非线性关系，与最大摩擦应力呈线性关系。
开发应用
• Select
  Ease-off修形高减速比准双曲面齿轮接触仿真与动态性能试验

  古德万, 魏冰阳, 任明辉, 何宏图

  机械传动. 2023, 47(5): 128-133,142. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.020

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对高减速比准双曲面（High Reduction Hypoid，HRH）齿轮大轮齿廓曲率不足、小轮大螺旋角齿面高度扭转的问题，提出了大轮采用刀具修形以实现齿面点接触的方法，小轮采用一般滚切法，简化机床加工参数；建立了大、小轮的三维模型，Ease-off 拓扑曲面；解析了接触路径、差曲率、传动误差等齿面接触性能参数；通过三维运动仿真对比修形前后齿面的接触区，修形后避免了边缘接触，接触区位于齿面中部靠近小端，与齿轮实际接触斑点一致。完成了HRH齿轮减速器动态性能试验，齿轮啮合传动性能优良，啮合质量稳定，验证说明所设计的HRH 齿轮修形量控制合理、理论计算与运动仿真正确。
• Select
  基于深度迁移学习的齿轮故障诊断方法

  刘世豪, 王细洋, 龚廷恺

  机械传动. 2023, 47(5): 134-142. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.021

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对齿轮故障样本欠缺问题，提出一种基于Hilbert-Huang谱和预训练VGG16模型的迁移学习故障诊断方法。对振动信号进行经验模态分解（Empirical Mode Decomposition，EMD）得到本征模态函数（Intrinsic Mode Function，IMF），同时取相关系数最大的IMF 做Hilbert变换，获取时频谱；利用预训练VGG16提取变负载下和各健康状态下齿轮的Hilbert-Huang谱图像特征；采用全局均值池化层取代VGG16模型部分全连接层，进行分类输出。实验结果表明，在少量的样本数据下，该方法的齿轮故障诊断准确率达到98.86%，优于TLCNN 和Tran VGG-19 等迁移学习方法，证明了该方法在齿轮故障诊断中具有一定研究价值。
• Select
  基于AO-VMD和IAO-SVM的齿轮箱故障诊断

  王博, 南新元

  机械传动. 2023, 47(5): 143-149. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.022

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对提高变分模态分解（Variational Mode Decomposition，VMD）的自适应性、优选本征模态分量（Intrinsic Mode Function，IMF）及多故障分类的问题，提出一种天鹰优化器（Aquila Optimizer，AO）优化VMD、综合评价模型优选IMF、改进天鹰优化器（Improved Aquila Optimizer，IAO）优化支持向量机（Support Vector Machine，SVM）的齿轮箱故障诊断方法。首先，采用AO优化VMD的参数并分解原始信号；其次，构建基于相关系数、峭度、包络熵、能量熵的CRITIC-TOPSIS 综合评价模型，优选IMF，提取能量熵建立特征向量；最后，将其输入IAO-SVM 识别故障类型。通过实验验证所提出方法的有效性。
• Select
  基于广义变分模式分解的滚动轴承故障微弱特征提取

  郭燕飞, 陈高华, 王清华

  机械传动. 2023, 47(5): 150-157. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.023

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对变分模式分解（Variational Mode Decomposition，VMD）算法在微弱特征分量按需提取方面存在的不足，提出采用广义变分模式分解（Generalized Variational Mode Decomposition，GVMD）算法提取滚动轴承故障微弱特征。GVMD 算法具有优良的频域多尺度定频分解性能，算法频谱分解位置和频域分解尺度可由先验中心频率和尺度参数灵活控制，实现按需分解。仿真和实验分析结果表明，与VMD算法相比，GVMD 算法能够充分利用轴承故障频率信息和带宽信息，按需准确提取轴承故障微弱特征分量；且具有较强的噪声鲁棒性。
• Select
  基于载荷谱的三峡升船机齿条疲劳寿命评估

  陈卓, 师陆冰, 阎晓青, 汤伟毕, 李学飞, 刘忠明

  机械传动. 2023, 47(5): 158-166. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.024

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对三峡升船机齿轮齿条在全寿命周期内可能面临疲劳失效的问题，基于驱动电动机以及同步轴转矩计算出的齿轮齿条载荷，构建了包含受力齿面、载荷循环次数的齿条载荷谱；结合齿条的S-N 曲线、Miner线性累积损伤准则，计算了齿条在设计寿命35年内的损伤度及剩余疲劳寿命。此外，采用累积迭代法计算了齿条的接触、弯曲安全系数，实现了齿条实际载荷与设计载荷下安全系数的相互对比与运行安全性能验证。研究表明，齿条上齿面的啮合次数较多，其概率为73.03%；在设计寿命内，齿条上齿面的接触疲劳总损伤度为1.65×10^-12，按载荷谱的总循环次数为1.87×10¹⁷；齿条上齿面的弯曲疲劳总损伤度为8.15×10^-14，按载荷谱的总循环次数为3.78×10¹⁸，齿条在设计寿命35年后具有很长的剩余疲劳寿命；齿条的接触安全系数S_H=2.958，弯曲安全系数S_F=8.106，均大于所选取的较高可靠度下的最小安全系数与设计载荷下的计算安全系数，升船机齿条的安全裕量充足。研究丰富了超大模数齿轮齿条疲劳寿命领域的相关研究，为三峡升船机的运行维护提供了理论基础和数据支撑。
综述
• Select
  齿轮疲劳裂纹萌生与扩展行为研究现状

  袁洁, 纪宏超, 宋昌哲, 裴未迟, 李景生

  机械传动. 2023, 47(5): 167-176. https://doi.org/10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.025

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  齿轮传动的综合效率直接制约着交通、建筑、风电等领域的发展质量，因此，对齿轮传动功率、负载能力以及预期寿命等的要求在逐步提高；然而，齿轮疲劳失效极大地限制了现代齿轮设备的性能与可靠性。综合论述了齿轮疲劳裂纹萌生与扩展行为现状，对齿轮失效的主要形式和原因进行介绍；归纳了影响齿轮疲劳强度的因素，总结了齿轮裂纹3 种类型以及裂纹萌生与扩展的原因和方法；归纳了现有的齿轮疲劳裂纹模拟方法，描述了齿轮疲劳中的微结构力学行为，以提高对齿轮疲劳的特征和机制的理解；分析了在齿轮疲劳试验下的剩余使用寿命，并对如何避免齿轮裂纹产生提出了一些建议。