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基于PNCC声纹特征提取技术和POA-KNN算法的齿轮箱声纹识别故障诊断
1
作者 廖力达 赵阁阳 +1 位作者 魏诚 刘川江 《机电工程》 北大核心 2026年第1期24-33,共10页
风力机齿轮箱是风力发电系统的核心组件之一,承担着将风能转化为电能的重要任务。由于运行环境的恶劣以及长期使用造成的磨损,齿轮箱常常会发生各种故障,从而导致齿轮箱运行过程中产生不同的噪声,严重影响风力机的正常运行和发电效率,因... 风力机齿轮箱是风力发电系统的核心组件之一,承担着将风能转化为电能的重要任务。由于运行环境的恶劣以及长期使用造成的磨损,齿轮箱常常会发生各种故障,从而导致齿轮箱运行过程中产生不同的噪声,严重影响风力机的正常运行和发电效率,因此,提出了一种基于功率正则化倒谱系数(PNCC)声纹特征提取技术,以及行星优化算法与K近邻算法(POA-KNN)模型的风力机齿轮箱声纹识别故障诊断方法。首先,采用LMS噪声采集仪采集了6种不同状态下的风力机齿轮箱噪声数据;然后,使用了PNCC声纹特征提取的方法,提取了齿轮箱噪声信号的声纹图谱;在KNN的基础上加入行星优化算法(POA)优化了K值,提出了性能较高的POA-KNN分类模型;最后,根据6类不同状态下的齿轮数据集,采用对比试验和消融实验验证了模型性能。研究结果表明:POA-KNN模型对齿轮箱的PNCC声纹图分类准确率达到99.4%,比KNN基线模型提升了1.9%。POA-KNN分类模型能很好地对数据集中不同状态下的齿轮箱进行分类,更高效地针对风力机齿轮箱中存在的故障进行诊断。 展开更多
关键词 齿轮箱 功率正则化倒谱系数 声纹识别 声纹特征图谱 行星优化算法与K近邻算法 分类模型
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非标圆柱齿轮精准参数化模型构建
2
作者 胡升阳 王世宇 +2 位作者 沈刚 曾云 方宗德 《机械设计》 北大核心 2026年第1期21-27,共7页
随着工业设备的发展,满足定制化要求的非标圆柱齿轮较标准圆柱齿轮具备更加广阔的应用前景。然而,非标圆柱齿轮因压力角、齿顶高、齿根高及变位系数等参数的改变,将导致齿形和齿根过渡曲线的变化,引发齿面承载能力、齿根弯曲应力和传动... 随着工业设备的发展,满足定制化要求的非标圆柱齿轮较标准圆柱齿轮具备更加广阔的应用前景。然而,非标圆柱齿轮因压力角、齿顶高、齿根高及变位系数等参数的改变,将导致齿形和齿根过渡曲线的变化,引发齿面承载能力、齿根弯曲应力和传动性能的转变。现有评估方法依据ISO标准齿轮等效经验公式及三维软件建模分析等存在步骤繁琐低效且精度低的问题,通过推导非标圆柱齿轮刀具加工过程,构建参数化模型,实现了复杂非标圆柱齿轮的齿形实时精准变化及高效分析仿真。 展开更多
关键词 非标圆柱齿轮 齿廓 过渡曲线 参数化 校核
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渐变螺旋立铣刀设计与制作
3
作者 靳红卫 《科学技术创新》 2026年第1期221-224,共4页
为了提升立铣刀在钛合金等难加工材料切削中的性能,通过介绍渐变螺旋立铣刀的设计与制造方法,分析参数化建模、多目标优化及精密磨削工艺,提出一种基于渐变螺旋角的高效刀具结构。研究结果表明:渐变螺旋设计可有效降低铣削力和切削温度... 为了提升立铣刀在钛合金等难加工材料切削中的性能,通过介绍渐变螺旋立铣刀的设计与制造方法,分析参数化建模、多目标优化及精密磨削工艺,提出一种基于渐变螺旋角的高效刀具结构。研究结果表明:渐变螺旋设计可有效降低铣削力和切削温度,优化后的刀具参数在保证刚度的同时提高了排屑能力。采用五轴数控磨削工艺可实现螺旋角的精确控制,刀具表面质量满足高精度加工要求,验证该设计在难加工材料切削中的优势。 展开更多
关键词 渐变螺旋 立铣刀 实体建模 参数优化 砂轮 磨削
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有限标记样本下基于GSSL-GraphSage的半监督故障诊断方法 被引量：1
4
作者 曹洁 王庭义 王进花 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第5期892-902,共11页
鉴于在实际工程中采集的齿轮箱标注监测数据是有限的,且基于图神经网络的齿轮箱故障诊断方法研究仍存在标签信息挖掘不充分的问题,本文提出一种有限标记样本下基于图的半监督学习(GSSL)与图采样聚合算法(GraphSage)的齿轮箱半监督故障... 鉴于在实际工程中采集的齿轮箱标注监测数据是有限的,且基于图神经网络的齿轮箱故障诊断方法研究仍存在标签信息挖掘不充分的问题,本文提出一种有限标记样本下基于图的半监督学习(GSSL)与图采样聚合算法(GraphSage)的齿轮箱半监督故障诊断方法.基于K最近邻算法和基于图的标签传播策略,将标签信息沿边传播给分布相似的邻域样本,从而充分利用有限样本的标签信息,提高模型性能.将每个振动频谱样本视为一个节点构建基于图的半监督学习框架,最后将半监督学习框架输入到节点级GraphSage网络中进行故障分类,避免新加入节点重新训练的情况,可有效防止训练过拟合,增强泛化能力.将所提方法用于分析齿轮箱故障实验数据,结果表明所提方法能够在6%的低标签情况下准确诊断齿轮箱的不同故障模式,验证了对齿轮箱故障诊断的可行性和有效性. 展开更多
关键词 故障诊断 GraphSage网络 有限标记样本 半监督学习 标签传播策略
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基于GASF与MSCAM-DenseNet的小样本齿轮故障诊断方法 被引量：1
5
作者 史丽晨 张鹏 +1 位作者 王海涛 周星宇 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第8期3033-3045,共13页
针对小样本条件下所得样本不足,特征未能有效提取导致诊断精度下降的问题,提出一种GASF与MSCAM-DenseNet相结合的小样本齿轮故障诊断方法。首先,运用格拉姆角和域(GASF)将多源振动信号变换为二维特征,采用二维离散小波变换(2D-DWT)重构... 针对小样本条件下所得样本不足,特征未能有效提取导致诊断精度下降的问题,提出一种GASF与MSCAM-DenseNet相结合的小样本齿轮故障诊断方法。首先,运用格拉姆角和域(GASF)将多源振动信号变换为二维特征,采用二维离散小波变换(2D-DWT)重构多源特征。其次,由于一般的密集连接卷积网络(DenseNet)不具备识别多尺度特征的能力,因而在DenseNet中引入多尺度通道注意力机制(MSCAM),提出一种改进网络模型,即MSCAM-DenseNet。最后,以重构后的GASF作为MSCAM-DenseNet的输入,待特征识别完成后,由网络分类器完成故障特征分类。采用实验室行星齿轮数据集和东南大学齿轮箱数据集对所提模型验证,并与其他诊断模型进行对比。实验结果证明,所提方法在小样本、变工况条件下具有较高的故障识别准确率,较强的泛化能力和抗噪能力。 展开更多
关键词 齿轮 小样本故障诊断 格拉姆角和域 二维离散小波变换 多尺度通道注意力机制
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斜齿轮表面形貌分形特征对时变接触刚度的影响 被引量：3
6
作者 吴石 高增阔 +1 位作者 王明珠 赵成睿 《中国机械工程》 北大核心 2025年第1期59-68,77,共11页
基于改进的W-M分形函数,利用齿高和齿宽表征斜齿轮齿面的表面形貌。采用圆锥微凸体并考虑啮合过程中斜齿轮接触曲率半径的时变性建立了斜齿轮时变接触刚度模型,计算发现基于圆锥微凸体模型计算的时变啮合刚度与ISO6336-1—2006标准计算... 基于改进的W-M分形函数,利用齿高和齿宽表征斜齿轮齿面的表面形貌。采用圆锥微凸体并考虑啮合过程中斜齿轮接触曲率半径的时变性建立了斜齿轮时变接触刚度模型,计算发现基于圆锥微凸体模型计算的时变啮合刚度与ISO6336-1—2006标准计算所得结果接近。研究结果表明,斜齿轮的时变接触载荷和时变接触刚度随着分形维数、特征尺度系数、量纲一接触面积、材料塑性指数的变化而表现出不同的变化趋势。 展开更多
关键词 斜齿轮啮合 表面形貌 分形特征 圆锥微凸体 时变接触刚度
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计入冲击与摩擦的齿轮副传动特性研究 被引量：1
7
作者 何泽银 裴世丰 +2 位作者 杨金 伍宏健 易锋 《机床与液压》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页
为揭示啮合冲击与摩擦对齿轮副传动特性的影响规律,基于啮入冲击理论提出一种受载齿轮副转速计算方法,准确求解齿轮副时变转速变化情况。构建齿轮副啮入冲击数学模型,结合势能法得到线外啮合刚度,进而确定啮合齿对的齿面载荷。根据齿面... 为揭示啮合冲击与摩擦对齿轮副传动特性的影响规律,基于啮入冲击理论提出一种受载齿轮副转速计算方法,准确求解齿轮副时变转速变化情况。构建齿轮副啮入冲击数学模型,结合势能法得到线外啮合刚度,进而确定啮合齿对的齿面载荷。根据齿面油膜润滑状态,计算时变摩擦因数和摩擦力。最后,建立时变转速解析计算模型,阐明受载齿轮副转速周期性变化机制,并对齿轮副进行动态接触有限元分析。结果表明:线外啮合阶段主动轮转速呈先增大后减小的变化规律,从动轮转速突增,之后非线性减小;线内啮合阶段,主从动轮转速在理论值附近波动且波动幅值较小。数值分析与解析计算结果良好吻合,验证了解析算法的合理性。 展开更多
关键词 传动特性 啮入冲击 齿面摩擦 载荷分配 动态接触
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小样本下基于DWT和2D-CNN的齿轮故障诊断方法 被引量：1
8
作者 宋庭新 黄继承 +2 位作者 刘尚奇 杜敏 李子平 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第6期2206-2214,共9页
针对齿轮设备运维过程中故障信号较少的情况,提出一种将离散小波变换(DWT)与二维卷积神经网络(2D-CNN)相结合的故障识别方法。该方法通过将少量信号经卷积神经网络得到的分类标签与信号的小波能量进行权值分配,实现对齿轮的故障识别。... 针对齿轮设备运维过程中故障信号较少的情况,提出一种将离散小波变换(DWT)与二维卷积神经网络(2D-CNN)相结合的故障识别方法。该方法通过将少量信号经卷积神经网络得到的分类标签与信号的小波能量进行权值分配,实现对齿轮的故障识别。为了充分获取小样本中的信息来训练神经网络,利用离散小波分解、图像变换和Markov变迁场方法对样本信号进行增量和转换。通过验证齿轮箱数据集得到96%的训练准确率和87.5%的分类准确率,同时通过消融实验和对比实验证明,该方法可以有效克服小样本数据中的噪声干扰,使数据得到增强,在齿轮故障识别中具有很好的现实意义。 展开更多
关键词 故障诊断 小样本 二维卷积神经网络 小波变换
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电驱动桥齿轮微观修形及减振降噪研究
9
作者 黄俊明 张硕 +2 位作者 兰常艳 徐敏敏 覃频频 《机械传动》 北大核心 2025年第10期104-112,共9页
【目的】针对新能源汽车电驱动桥振动噪声的抑制问题以及基于工程经验进行齿轮修形的局限性,提出一种基于支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)的电驱动桥振动响应预测方法。【方法】首先,搭建电驱动桥齿轮传动系统模型,通过齿... 【目的】针对新能源汽车电驱动桥振动噪声的抑制问题以及基于工程经验进行齿轮修形的局限性,提出一种基于支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)的电驱动桥振动响应预测方法。【方法】首先,搭建电驱动桥齿轮传动系统模型,通过齿轮接触斑点仿真与试验验证了模型的有效性;其次,基于SVR建立了齿轮微观修形参数-振动响应预测模型,将电驱动桥齿轮传递误差、最大接触应力和螺旋线载荷分布系数作为优化目标;最后,引入带精英策略的快速非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm,NSGA-Ⅱ),对齿轮的微观修形参数进行寻优。【结果】仿真结果表明,经过修形优化,传递误差降低了49%,最大接触应力降低了4%,载荷分布均匀,振动加速度峰值降低了93%。试验验证表明,在不同工况下,电驱动桥噪声均有所降低,降幅最大约4 dB(A)。研究为新能源汽车电驱动桥齿轮传动系统的减振降噪提供了思路和依据。 展开更多
关键词 电驱动桥 微观修形 减振降噪 传递误差 支持向量回归
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大平面砂轮磨削对角修形斜齿轮原理与分析
10
作者 尹逊民 贾海涛 +1 位作者 苏进展 常乐浩 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期271-278,共8页
为了减小作为振动激励的承载传动误差波动量,本文提出斜齿轮对角修形优化设计及大平面砂轮的磨削原理。由渐开线齿面方程和对角修形定义,分别计算齿根和齿顶的修形起始线;根据修形曲线的阶次和最大修形量,确定对角修形曲面,再与标准螺... 为了减小作为振动激励的承载传动误差波动量,本文提出斜齿轮对角修形优化设计及大平面砂轮的磨削原理。由渐开线齿面方程和对角修形定义,分别计算齿根和齿顶的修形起始线;根据修形曲线的阶次和最大修形量,确定对角修形曲面,再与标准螺旋面在法向方向上进行叠加,获得修形齿面。借助齿面接触分析(Tooth contact analysis, TCA)和齿面承载接触分析(Loaded tooth contact analysis, LTCA)方法,以承载传动误差波动量最小为目标函数,采用遗传算法优化获得相应的对角修形参数。计算大平面砂轮的最小直径,基于假想产形斜齿条概念,推导大平面砂轮磨削对角修形的齿面方程。算例分析结果表明:通过修形优化后,不同修形曲线的阶次均可降低承载传动误差波动量,阶次越高,效果越明显,最高达82.58%;大平面砂轮磨削时会产生齿面偏差,但偏差均控制在2μm以内,达到较高的齿面精度,且该方法易于数控编程实现。 展开更多
关键词 对角修形 大平面砂轮 磨削 承载传动误差 齿面偏差
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基于电子齿轮箱叠加高阶运动的连续展成磨齿齿面修形方法
11
作者 韩江 芮啸宇 +3 位作者 田晓青 游通飞 李光辉 夏链 《机械传动》 北大核心 2025年第8期38-45,共8页
【目的】齿轮齿面修形可以减少传动噪声和振动,提高承载能力和寿命。然而,传统修形齿轮加工时仅将鼓形量作为修形加工的约束条件,使得齿轮的修形设计与制造之间存在较大差异。针对该问题,提出了一种基于电子齿轮箱与高阶多项式插补相叠... 【目的】齿轮齿面修形可以减少传动噪声和振动,提高承载能力和寿命。然而,传统修形齿轮加工时仅将鼓形量作为修形加工的约束条件,使得齿轮的修形设计与制造之间存在较大差异。针对该问题,提出了一种基于电子齿轮箱与高阶多项式插补相叠加的连续展成磨齿齿面修形加工方法。【方法】首先,将标准圆柱斜齿轮的渐开线齿面通过坐标变换对蜗杆砂轮齿面进行建模;其次,根据蜗杆砂轮齿面参数方程与电子齿轮箱联动关系建立连续展成磨削加工模型,对加工过程中的砂轮的进给轴附加高阶多项式运动;再次,以标准渐开线齿面与实际加工齿面网格点之间的法向偏差为评判标准,通过Levenberg-Marquardt算法优化砂轮各进给轴运动函数的多项式系数;最后,通过西门子840Dsl数控系统的多项式插补功能,对该修形方法在西门子840Dsl磨齿机床上的实际运用做出探讨。【结果】通过数值分析和试验,验证了所提出的修形方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 蜗杆砂轮磨齿 齿面修形 电子齿轮箱 高阶多项式 多轴运动
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航空锥齿轮加载齿面接触分析的半解析计算方法
12
作者 尹凤 杜文龙 +4 位作者 丁撼 邓雄耀 王智泉 容铠彬 唐进元 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1331-1342,共12页
基于商业软件的传统模拟加载齿面接触分析(SLTCA)求解精度高,但耗时较长,为此,提出一种兼顾精度与效率的用于加载齿面接触分析(LTCA)的半解析计算方法。以基于齿面模型的齿轮有限元模型为对象,对加载接触点精确的局部边界条件进行求解... 基于商业软件的传统模拟加载齿面接触分析(SLTCA)求解精度高,但耗时较长,为此,提出一种兼顾精度与效率的用于加载齿面接触分析(LTCA)的半解析计算方法。以基于齿面模型的齿轮有限元模型为对象,对加载接触点精确的局部边界条件进行求解。考虑计算的精度和效率,使用局部Rayleigh-Ritz方法对啮合刚度进行半解析计算。考虑到时变啮合特性的影响,采用线性规划方法对LTCA进行半解析求解。最后,以航空航天领域中应用的非正交弧齿锥齿轮为例,对所提出方法的准确性和可靠性进行验证。研究结果表明:由所提出的方法得到的齿面接触压力与由SLTCA得到的齿面接触压力相对误差均在3%以内,具有较高的求解精度,这可为具有高精度和高性能要求的弧齿锥齿轮制造提供有效参考。 展开更多
关键词 弧齿锥齿轮 加载齿面接触分析 半解析 有限元建模 接触柔性
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键连接工况检测系统设计与研究
13
作者 王荣先 陈智勇 +1 位作者 徐颖强 宋晨毅 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期159-163,167,共6页
键连接的工作面受材料、制造、载荷等多种因素影响,受力不均匀,变形情况复杂。本研究基于机器视觉技术设计了键连接工况检测系统,使用工业摄像机采集键连接工作面受载时变形图像,基于数字散斑相关方法进行图像处理,输出工作面变形图像... 键连接的工作面受材料、制造、载荷等多种因素影响,受力不均匀,变形情况复杂。本研究基于机器视觉技术设计了键连接工况检测系统,使用工业摄像机采集键连接工作面受载时变形图像,基于数字散斑相关方法进行图像处理,输出工作面变形图像及数据,判断工作面工况是否正常。通过试验和仿真相结合的方法对本系统进行了验证。试验结果表明,该系统技术先进、测量精度高,可实现键连接变形量的智能检测。本研究为提高键连接检测水平、正确评估键连接性能提供参考。 展开更多
关键词 键 检测 数字散斑相关方法 机器视觉
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基于敏感因素选择与残差网络的表面粗糙度预测
14
作者 史丽晨 邵献忠 +1 位作者 王海涛 豆卫涛 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第2期512-523,共12页
为了对切削加工件的表面粗糙度进行预测,避免原材料浪费,提出一种基于敏感因素选择与残差网络(ResNet)的表面粗糙度预测方法。该方法首先分析切削系统中不同采样通道的振动信号与表面粗糙度之间的相关性确定敏感信号,然后利用小波包分... 为了对切削加工件的表面粗糙度进行预测,避免原材料浪费,提出一种基于敏感因素选择与残差网络(ResNet)的表面粗糙度预测方法。该方法首先分析切削系统中不同采样通道的振动信号与表面粗糙度之间的相关性确定敏感信号,然后利用小波包分解将敏感信号分解为不同频段的小波包系数并经过相关性分析选择敏感频段,最后融合各敏感频段的小波包系数构成系数矩阵作为ResNet的输入参数。结果表明,基于敏感因素选择与ResNet的预测方法的相对百分比误差不超过5.8%,均方根误差为0.0159,平均绝对误差为0.0133,决定系数为0.9148。通过与多层前馈网络、支持向量机、卷积神经网络对比证明,所提方法的预测精度具有优越性。 展开更多
关键词 残差网络 小波包分解 相关性分析 敏感频段 表面粗糙度 预测
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考虑相关性的高速试验台增速齿轮箱可靠性分析
15
作者 杜进辅 曲南飞 +1 位作者 杨攀 张延超 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第12期2218-2226,共9页
高速试验台增速齿轮箱可靠性要求高,而过高的运转速度易引发多模式失效,为精确评估其可靠性,开展了基于有限元分析、响应面法、蒙特卡洛方法与Copula函数方法的失效相关可靠性分析。首先,基于有限元分析考虑齿轮啮合位置变化对齿轮应力... 高速试验台增速齿轮箱可靠性要求高,而过高的运转速度易引发多模式失效,为精确评估其可靠性,开展了基于有限元分析、响应面法、蒙特卡洛方法与Copula函数方法的失效相关可靠性分析。首先,基于有限元分析考虑齿轮啮合位置变化对齿轮应力的影响,确定齿轮应力最大值;其次,采用中心复合设计(CCD)和拉丁超立方采样(LHS),考虑齿轮材料及载荷参数的离散性,建立齿面接触疲劳、齿根弯曲疲劳和齿面胶合3种失效模式的可靠性参数模型;最后,紧密围绕失效相关问题,采用嵌套Copula函数进行高维建模,对某增速齿轮箱进行系统层面和零件层面的可靠性分析。结果表明:考虑失效相关性的可靠性分析更符合工程实际,有利于精密机械系统的高可靠性设计。 展开更多
关键词 高速试验台 增速齿轮箱 齿轮传动 失效相关 可靠性
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融合卷积深度置信网络与可拓神经网络的齿轮故障诊断方法
16
作者 王体春 夏天 费叶琦 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第6期2178-2193,共16页
针对齿轮传感器在单通道状态监测中的信息量和可信度不足、噪声干扰及变工况下数据分布差异等问题,提出一种融合增强卷积深度置信网络与自适应加权可拓网络的齿轮箱故障诊断方法。采用压缩感知算法重构收集到的多通道振动数据;通过引入... 针对齿轮传感器在单通道状态监测中的信息量和可信度不足、噪声干扰及变工况下数据分布差异等问题,提出一种融合增强卷积深度置信网络与自适应加权可拓网络的齿轮箱故障诊断方法。采用压缩感知算法重构收集到的多通道振动数据;通过引入软池化层优化的膨胀卷积深度置信网络进行特征提取,并采用注意力机制技术加权融合多通道特征;利用侧距优化的加权可拓神经网络完成齿轮故障分类。最后,通过公开数据集进行验证和对比分析表明,该模型相比卷积神经网络模型、深度置信网络模型、高斯卷积深度置信网络模型等具有更高的识别精度,在噪声干扰和变工况条件下具有良好的故障诊断性能。 展开更多
关键词 深度学习 卷积深度置信网络 可拓神经网络 故障诊断
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基于深度卷积二元分解网络的齿轮箱故障诊断方法
17
作者 林慧斌 冼贤钊 何国林 《机械传动》 北大核心 2025年第9期119-127,135,共10页
【目的】针对齿轮箱故障诊断中谐波干扰掩盖局部故障特征的问题,提出一种基于深度卷积二元分解网络(Deep Convolutional Binary Decomposition Network,DCBDN)的齿轮箱谐波分离与冲击特征提取方法。【方法】首先,通过改进堆叠自编码网... 【目的】针对齿轮箱故障诊断中谐波干扰掩盖局部故障特征的问题,提出一种基于深度卷积二元分解网络(Deep Convolutional Binary Decomposition Network,DCBDN)的齿轮箱谐波分离与冲击特征提取方法。【方法】首先,通过改进堆叠自编码网络的特征传递与输出模式,引入对谐波成分的分离约束,在网络特征传递过程中实现谐波分离与冲击故障特征提取;随后,针对所提网络提出一种基于故障机制模型的二元输出网络模型训练方法,利用故障机制模型构造仿真数据集,以效果补偿的方式对模型内的谐波特征提取器和冲击特征提取器进行参数动态链式更新,完成网络训练。【结果】仿真和试验分析结果表明,相较于现有的卷积自编码网络模型和快速谱峭度方法,所提方法能够有效分离出耦合在一起的谐波和故障冲击成分,具有更强的抗干扰性能和局部故障特征提取能力。 展开更多
关键词 深度卷积二元分解网络 齿轮箱 冲击特征提取 谐波分离
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基于热弹-黏塑性本构的POM材料齿轮副啮合特性分析
18
作者 刘明勇 韩新光 +2 位作者 欧阳周寰 胡俊 闫春爱 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期159-170,共12页
为揭示负载、修形和温度对聚甲醛(POM-POM)齿轮副啮合特性的影响,建立热弹-黏塑性材料本构的POM-POM齿轮副3维有限元接触模型;结合POM材料的温度-模量效应,开展温度-应力顺序耦合的稳态热分析,并与POM-POM齿轮副温度服役测试结果对比;... 为揭示负载、修形和温度对聚甲醛(POM-POM)齿轮副啮合特性的影响,建立热弹-黏塑性材料本构的POM-POM齿轮副3维有限元接触模型;结合POM材料的温度-模量效应,开展温度-应力顺序耦合的稳态热分析,并与POM-POM齿轮副温度服役测试结果对比;在稳态热分析基础上,进行完全耦合瞬态热接触分析,并将瞬态温升与Blok温度结果对比;通过齿根应变试验,验证不同负载工况下齿根应变计算的有效性。结果表明:齿轮副的稳态温升呈现齿根高、齿顶与端面较低的分布规律,并随负载增大而上升;通过试验对比得到,有限元计算齿轮稳态温升与试验结果一致,且瞬态温升与Blok公式结果一致;POM-POM齿轮副仿真齿根应变位于试验测试应变误差带内,表明考虑温度-模量效应的热弹-黏塑性材料本构能够表征POM塑料齿轮的热学特性和力学特性。此外,POM-POM齿轮副传动过程中出现啮合线延长且偏离理论位置,且温度对啮合线影响较小。齿面修形可降低其啮合线长度,但不能改善其偏转程度;啮合角在啮入和啮出时会出现较大的变化,温度使其啮合角在双齿啮合区域上升约1℃。啮合刚度与负载相关,随着负载增加,啮合刚度下降且重合度上升。同等条件下,POM-POM齿轮副的传递误差幅值约是金属齿轮副的10倍,且温度使传递误差幅值上升约39%,齿面修形可降低24%左右的传递误差幅值。 展开更多
关键词 黏塑性 POM齿轮 啮合刚度 传递误差
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基于前馈控制的内齿轮强力车齿加工方法研究
19
作者 王会良 寇云飞 +1 位作者 信稳 魏冰阳 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期88-94,共7页
传统的车齿加工内齿轮具有加工效率高、精度高和成本低等优点,但仍然存在误差。针对车齿加工过程中伺服系统稳态误差大、速度慢以及超调量大等问题,采用前馈和微分负反馈相结合的控制方法,以降低稳态误差,从而改善伺服系统的跟踪性能。... 传统的车齿加工内齿轮具有加工效率高、精度高和成本低等优点,但仍然存在误差。针对车齿加工过程中伺服系统稳态误差大、速度慢以及超调量大等问题,采用前馈和微分负反馈相结合的控制方法,以降低稳态误差,从而改善伺服系统的跟踪性能。通过在MATLAB/Simulink中进行仿真,分析车齿加工内齿轮时的运动轨迹,并对其参数进行分析。最终,通过实验验证了所提方法的有效性。结果表明:引入前馈-微分复合控制策略后,伺服系统的跟随误差和车齿的内齿轮误差明显减小,加工精度明显提高,显著提高了伺服系统的动态性能。 展开更多
关键词 前馈和微分反馈控制 车齿内齿轮 伺服系统
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